Unidades cuantitativas de concentraci n

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Objetivos Aprender a determinar la concentración con varias unidades comunes. Unidades cuantitativas de concentración Molaridad (M) es definida como el número de moles de soluto dividido entre los litros de solución. Molaridad = Moles de soluto/ Litros de solución M = mol/L

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Objetivos

• Aprender a determinar la concentración con varias unidades comunes.

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

•Molaridad (M) es definida como el número de moles de soluto dividido entre los litros de solución.

Molaridad = Moles de soluto/ Litros de solución

M = mol/L

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Unidades cuantitativas de concentración

La masa de soluto se mide

Para preparar una solución de 1.5 M de sulfato de cobre (II) apropiadamente

El soluto se vierte en matraz volumétrico adecuado

Se añade agua hasta alcanzar el volumen deseado

Explique: Porque no agregar directamente 375 g sulfato de cobre (II) a 1 L de agua?

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Ejemplo

1. Cuál es la molaridad de una solución preparada cuando 32.7 g de NaOH se disuelven en 445 mL de solución.

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución:445 mL x 1L = 0.445 L

1000 mL

32.7 g NaOH x 1 mol NaOH = 0.818 mol NaOH40.0 g NaOH

M = 0.818 mol NaOH = 1.84 M NaOH0.445 L

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Ejemplo

2. Cuál es la molaridad de una solución preparada con 66.2 g de C6H12O6 disueltos en 235 mL de solución?

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución:235 mL (1L/1000 mL) = 0.235 L

66.2 g de C6H12O6 (1 mol/ 180.156 g)= 0.367 moles de C6H12O6

M= 0.367 moles de C6H12O6 / 0.235 L = 1.56 M

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Ejemplo

3. Cuántos moles de soluto hay en 0.108 L de una solución 0.887 M de NaCl?

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución:M= n/L n= ML

n= (0.887 M)(0.108 L)

n= 0.0958 moles de NaCl

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Ejemplo

4. Cuántos moles de soluto hay en 225 mL L de una solución 1.44 M de CaCl2?

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución:M= n/L n= ML225 mL (1 L/1000 mL) = 0.225 L

n= (1.44 M)(0.225 L)

n= 0.324 moles de CaCl2

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Ejemplo

5. Qué volumen de una solución 2.33 M NaNO3 se necesita para obtener 0.222 moles de soluto?

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución:M= n/L L= n/M

L = 0.222 moles / 2.33 M

L = 0.095 L ó 95.2 mL

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Ejemplo

6. Qué volumen de una solución 0.570 M K2SO4 se necesita para obtener 0.872 moles de soluto.

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución:M= n/L L= n/M

L = 0.872 moles / 0.570 M

L = 1.53 L

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• Molalidad (m) se define como el número de moles de soluto por kilogramos de solución.

– Molalidad= moles de soluto

Kilogramos solvente

• Porcentaje en masa es la relación entre la masa del soluto en la masa de la disolución por 100.

– % masa del soluto = masa de soluto x 100

masa solución

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Page 10: Unidades cuantitativas de concentraci n

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

El porcentaje de Úrea en este empaque es 5% m/m, significa que hay 5 g of úrea por cada 100 g del producto.

Concentración en aplicaciones comerciales

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Ejemplo

1. Cuál es porcentaje en masa del Fe en una pieza metálica con 87.9 g de Fe en una muestra de 113 g ?

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución:% p/p = (87.9 g /113 g) x 100 = 77.8 % Fe

Page 12: Unidades cuantitativas de concentraci n

Ejemplo

2. Cuál es el porcentaje en masa de H2O2 en una solución con 1.67 g de H2O2 en una muestra de 55.5 g?

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución:% p/p = (1.67 g /55.5 g) x 100 = 3.01 % H2O2

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• Partes por mil (Ppmil)

– Ppmil = (masa soluto/masa muestra) x 1,000

• Partes por millón (ppm)

– Ppm = (masa soluto/ masa muestra) x 1,000,000

• Partes por billón (ppb)

– Ppb =(masa soluto/ masa muestra)x1,000,000,000

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

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Ejemplo

1. Si 0.6 g de Pb están presentes en 277 g de solución, cuál es la concentración de Pb en partes por mil?

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución: (0.6 g Pb/227 g solución)x 1,000 = 2.17 ppmil

2. Si 0.551 mg de As están presentes en 348 g solución, cuál es la concentración de As en ppm?

Solución:1.58 ppm

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Ejemplo

3. La concentración de el ión Cl- en una muestra de H2O es 15.0 ppm. Cuál es la masa de Cl- presente en 240.0 mL de agua cuya densidad es 1.00 g/mL?

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

Solución:240 mL x (1.00 g/1 mL) = 240.0 gPpm = (masa soluto/masa solución) x 1,000,000

Masa de soluto = (15.0 ppm)(240.0 g solución) = 0.0036 g = 3.6 mg1, 000, 000

4. Si hay 0.551 mg de As en 348 g de solución, Cuál es la concentración de As en ppm?

Solución:Ppm = (masa soluto/masa solución) x 1,000,000Ppm= (0.000551 g/ 348 g) x 1,000,000Ppm = 1.16 g

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Razones de Concentración

Descripción de concentración Razones

Porcentaje de masas (masa de soluto/ masa de solución)x 100

Porcentaje de volumen (volumen doluto/volumen solución)x100

Molaridad Moles soluto/litros solución

Molalidad Moles soluto/kilogramos solución

Fracción molar Moles soluto/moles soluto + moles solvente

Agunas DefinicionesUnidades cuantitativas de concentración

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Resumiendo

• Las unidades cuantitativas de concentración incluyen molaridad, molalidad, Porciento de masa, porciento volumen, partes por miles, partes por millón y partes por billón.

Unidades cuantitativas de concentración

https://docs.google.com/open?id=0B7wi6BCSEa7ycmtmNXU4RmktYmM

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Objetivos

• Aprender como diluir y concentrar soluciones.

Diluciones y Concentraciones

•Dilución es la adición de solvente a la solución disminuyendo la concentración de soluto.

•Concentración es la remoción de solvente, aumentando la concentración del soluto.

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Diluciones y concentraciones

Como la cantidad de soluto permanece igual tenemos:Moles de soluto = MVM1V1 = M2V2 Ecuación de dilución

Ecuación de dilución es la fórmula para calcular las nuevas concentraciones

o volúmenes de una solución diluida o concentrada

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Ejercicio

1. Si 25.0 mL de una solución 2.19 M diluida a 72.8 mL, cuál es la concentración final?

Diluciones y concentraciones

Solución:M1V1 = M2V2

(2.19 M)(25.0 mL) = M2(72.8 mL) M2 = 0.752 M

2. Una solución 0.885 M de KBr cuyo volumen inicial es 76.5 mLse le añade más agua hasta que alcanza una concentración de 0.500 M. Cuál es el nuevo volumen de la solución?

Solución: V2= (0.885 M)(76.5 mL)/ 0.500 MV2= 135.4 mL

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Química Donde Quiera: Preparando Soluciones IVEn la sala de emergencias de un hospital, un doctor ordena una solución intravenosa (IV) de 100 mL de una solución al 0.5% KCl para un paciente sufriendo hypokalemia (Bajo niveles de potasio).Cree que la enfermera encontrara en el gabinete de provisiones una bolsa de IV conteniendo esta concentración exacta de KCl?Poco probable. Es más posible que la enfermera deba obtener la solución deseada de una más concentrada usualmente llamada stock solution, de KCl. La enfermera, se espera que tome en un jeringuilla la solución concentrada y la inyecte en una bolsa de IV para diluirla a la concentración apropiada. Por lo tanto la enfermera debe hacer un cálculo de dilución.

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Si la solución en almacén o stock solution tiene una concentración de 10.0% KCl y el volumen final y la concentración deben ser 100 mL y 0.50%, respectivamente, entonces el cálculo para determinar qué cantidad de stock solution a usar es:

(10%)V1 = (0.50%)(100 mL) V1 = 5 mL

Por supuesto que la adición de la stock solution afecta el volumen total de la solución diluida, pero la concentración final sigue estando relativamente cerca al valor deseado aún para propósitos médicos.

El personal médico y de farmacia constantemente deben trabajar con dosis que requieren cálculos de concentración y diluciones. Esta es una muy importante responsabilidad ya que un error de cálculo puede ser inefectivo, peligroso y hasta fatal!

Química Donde Quiera: Preparando Soluciones IV

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Resumiendo

• Calcular la nueva concentración o volumen de una solución diluida o concentrada.

Diluciones y concentraciones

https://docs.google.com/open?id=0B7wi6BCSEa7yNjIzc0l4b3ctUWM

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Objetivos

• Aplicar unidades de concentración como factores de conversión.

Concentración como Factor de Conversión

Page 25: Unidades cuantitativas de concentraci n

• Por Ejemplo:

• suponga que queremos saber cuántos moles de soluto hay en 0.108 L de una solución 0.887 M de NaCl. – Porque 0.887 M significa 0.887 mol/L, podemos usar

ésta expresión de concentración como factor de conversión:

• 0.108 L NaCl × 0.887 mol NaCl =0.0958 mol NaCl

1 L NaCl

Concentración como Factor de Conversión

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Ejemplo

1. Cuánto litros de una solución 2.35M de CuSO4 se necesitan para obtener 4.88 mol de CuSO4?

Concentración como Factor de Conversión

Solución:4.88 mol CuSO4 × 1 L = 2.08 L de solución

2.35 mol

2.Cuántos litros de una solución 0.0444 M de CH2O se necesitan para obtener 0.0773 moles de CH2O?

Solución: 0.0444 M x (1 L / 0.0773 moles) = 1.74 L

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Ejemplo

3. Qué masa de soluto hay presente en 0.765 L de una solución 1.93 M NaOH?

Concentración como Factor de Conversión

Solución:0.765 L × 1.93 mol NaOH × 40.0 g NaOH = 59.1 g NaOH

L solución 1 mol NaOH

4. Qué masa de soluto hay en 1.08 L de una solución 0.0578 M de H2SO4?

Solución:M=n/L n= ML n= (0.0578 M)(1.08 L)= 0.0624 moles de H2SO4

0.0624 mol de H2SO4 (98.077 g/1 mol H2SO4 )= 6.12 g de H2SO4

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• Si queremos saber qué volumen de una solución 0.555 M de CaCl2 reaccionará con 1.25 moles de AgNO3 ?

• 2AgNO3(aq) + CaCl2(aq) → 2AgCl(s) + Ca(NO3)2(aq)

• 1.25 mol AgNO3 × 1 mol CaCl2 × 1 L solución = 1.13 L CaCl22 mol AgNO3 0.555 mol CaCl2

Factores de conversión para concentraciones

Page 29: Unidades cuantitativas de concentraci n

Ejemplo

1. Qué volumen de una solución 0.0995 M de Al(NO3)3 reacciona con 3.66 g de Ag de acuerdo con la siguiente ecuación?

3Ag(s) + Al(NO3)3(aq) → 3AgNO3 + Al(s)

Factores de conversión para concentraciones

Solución:3.66 g Ag × 1 mol Ag × 1 mol Al(NO3)3 × 1 L solución = 0.114 L

107.97 g Ag 3 mol Ag 0.0995 mol Al(NO3)3

2. Qué volumen de una solución 0.512 M de NaOH reaccionará con 17.9 g de H2C2O4(s) de acuerdo a la ecuación química:

H2C2O4(s) + 2NaOH(aq) → Na2C2O4(aq) + 2H2O(ℓ)Solución:17.9 g H2C2O4 × 1 mol H2C2O4 × 2 mol NaOH × 1 L solución = 0.777 L

90.034g H2C2O4 1 mol H2C2O4 0.512 mol NaOH

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Factores de conversión para concentraciones• Un estudiante toma una muestra de

10.00 mL medidos con presición (aliquot) de una solución de FeCl3. El estudiante añade cuidadosamente solución 0.1074 M de Na2C2O4 hasta que todo el Fe3+(aq) precipite como Fe2(C2O4)3(s). Usando un tubo de medir llamado bureta, el estudiante encuentra que 9.04 mL de solución Na2C2O4 fue añadido para precipitar completamente el Fe3+(aq). Cuál es la concentración de FeCl3 en la solución original?

• Un experimento con mediciones precisas como este, para determinar la cantidad de sustancia en una muestra se llama titulación.

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• La ecuación balanceada es la siguiente:2FeCl3(aq) + 3Na2C2O4(aq) → Fe2(C2O4)3(s) + 6NaCl(aq)

• Primero debemos encontrar los moles de Na2C2O4 que reaccionaron:9.04 mL × 1 L × 0.1074 mol Na2C2O4 = 0.000971 moles Na2C2O4

1,000 mL 1 L

• Ahora encontramos los moles originalmente en el aliquot:0.000971 mol Na2C2O4 × 2 mol FeCl3 = 0.000647 mol FeCl3

3 mol Na2C2O4

• Por último buscamos la concentración de FeCl3 en la solución inicial.

M = mol = 0.000647 mol FeCl3 = 0.0647 M FeCl3

L 0.01000 L

Factores de conversión para concentraciones

Page 32: Unidades cuantitativas de concentraci n

Ejemplo

1. Una estudiante titula 25.00 mL de H3PO4 con 0.0987 M KOH. Ella usa 54.06 mL para completar la reacción química. Cuál es la concentración de H3PO4?

H3PO4(aq) + 3KOH(aq) → K3PO4(aq) + 3H2O

Factores de conversión para concentraciones

Solución:54.06 mL(1 L/1000 mL) (0.0987 M) = 0.005336 moles de KOH

0.005336 moles KOH(1 mol H3PO4 /3 moles KOH)=0.001779 moles H3PO4

M= 0.001779 moles de H3PO4 / 0.025 L = 0.07114 M

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Ejemplo

2. H2O2 se usa para determinar la cantidad de Mn de acuerdo con la ecuación:2MnO4

−(aq) + 5H2O2(aq) + 6H+

(aq) → 2Mn2+(aq) + 5O2(g) + 8H2O(ℓ)

Qué masa de solución 3.00% m/m H2O2 se necesita para reaccionar con 0.355 moles de MnO4

−(aq)?

Factores de conversión para concentraciones

Solución:

0.355 mol MnO4− × 5 mol H2O2 × 34.02 g H2O2 × 100 g solución = 1,006 g solución

2 mol MnO4− 1 mol H2O2 3 g H2O2

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Ejemplo

3. Usando la anterior ecuación determine la masa de O2 producida si 258 g de 3.00% m/m H2O2 reaccionan con MnO4

−.

Factores de conversión para concentraciones

Solución:258g solución (3 g H2O2 /100 g solución) = 7.74 g H2O2

7.74 g H2O2 (1 mol H2O2 / 34.014 g) = 0.2276 moles de H2O2

0.2276 moles de H2O2 (5 moles O2 / 5 moles de H2O2 )= 0.2276 moles O2

0.2276 moles O2 (31.998 g/ 1 mol O2 ) = 7.28 g

Page 35: Unidades cuantitativas de concentraci n

Resumiendo

• Conocer cómo aplicar las unidades de concentración como factores de conversión.

Factores de conversión para concentraciones

https://docs.google.com/open?id=0B7wi6BCSEa7yLWNpTGN5T2x5alE