Soluciones

Heterogénea
Mezcla
Homogénea o SOLUCIÓN (SN)
SOLUTO + SOLVENTE
ST
Componente presente
en MENOR cantidad
SV
Componente presente
en MAYOR cantidad
Unidades físicas de concentración
% p/p
Porcentaje peso en peso: g de ST en 100 g de SN
% p/v
Porcentaje peso en volumen: g de ST en 100 ml de SN
% v/v
Porcentaje volumen en volumen: ml de ST en 100 ml de SN
% p/v
% p/p =
δ
δ : densidad de la SN
δ = mSN / VSN = (mST +mSV) / VSN
Ejemplo
Calcular la concentración de una solución que fue preparada
disolviendo 25 g de AlCl3 en suficiente agua para alcanzar un
volumen final de 500 ml. Su densidad resultó ser 1.02 g / ml.
1. Identificar la información sobre soluto, solvente y solución.
2. Revisar las definiciones de cada tipo de unidades
3. % p/v
4. % p/p (usando la densidad de la solución)
Unidades químicas de concentración
Molaridad (1 M = 1 mol l-1 )
moles de ST en 1000 ml de SN
Normalidad (1 N = 1 eq l-1 )
equivalentes de ST en 1000 ml de SN
molalidad (1 m = 1 mol Kg-1 )
moles de ST en 1000 g de SV
nST
Fracción molar
xST =
nST + nSV
Ejemplo
Calcular la concentración M, N y m de una solución que fue
preparada disolviendo 25 g de AlCl3 en suficiente agua para
alcanzar un volumen final de 500 ml. Su densidad resultó ser
1.02 g / ml.
1. Identificar la información sobre soluto, solvente y solución.
2. Revisar las definiciones de cada tipo de unidades.
3. Molaridad (usando peso molecular)
4. Normalidad (Peq para la sal)
5. molalidad (calcular masa de SV)
6. Fracción molar (usando peso molecular del SV)
Resolver los problemas 3, 8 y 13.
DILUCIÓN : disminuye la concentración
En general por agregado de SV : tengo la misma cantidad de ST pero al
aumentar la cantidad de solvente también aumenta la cantidad de SN
DILUCIÓN : disminuye la concentración
A una alícuota de la SN le agrego más SV : tengo la misma cantidad de
ST pero al aumentar la cantidad de solvente también aumenta la
cantidad de SN
Transfiero
una
alícuota
CINICIAL
Agrego
sólo
solvente
mST =
mST CINICIAL × VALICUOTA
=
VSN
mST
CFINAL =
VFINAL
CINICIAL × VALICUOTA
=
VALICUOTA + VSV
Ejemplo
Se mezclan 25 ml de una solución de sulfato de cobre 1M con
50 ml de agua. Calcular la concentración molar y normal de la
solución resultante.
1. Determinar la cantidad de ST (n1) presente en los 25 ml (V1)
2. Calcular la concentración molar final ( VF = V1 + V2 y nF = n1)
3. Calcular la concentración normal final
(recordar : Peq SAL = PM / n° cargas (+/-) por molécula)
SOLUCIÓN
MÁS
CONCENTRADA
SOLUCIÓN
MÁS
DILUÍDA
(CH3OH)
Soluciones no electrolíticas:
Los solutos están presentes como moléculas.
Ejemplo: SN de metanol (CH3OH)
Na+
Cl-
Solución acuosa electrolítica fuerte:
Contiene iones libres de moverse por el solvente.
Ejemplo: SN de NaCl tiene Na+ y ClLos ácidos y las bases fuertes están totalmente
disociados en solución acuosa.
Ejemplos: SN de HCl tiene H+ y ClSN de NaOH tiene Na+ y OH-
Cálculo de la concentración de iones en una solución
de electrolito fuerte
Cuando un ácido fuerte, una base fuerte o una sal se disuelven
en agua se disocian totalmente en iones:
•Ácido fuerte:
HX
•Base fuerte :
M(OH)
•Sal:
MX
H 2O
H 2O
H 2O
H +(aq) +
X -(aq)
M+(aq) + OH- (aq)
M+(aq) + X-(aq)
Ejemplo:
Calcular la concentración molar de la sal y de los iones presentes en la solución
obtenida al disolver 3,45 g de Ba(NO3)2 en la cantidad necesaria de agua
destilada para obtener 250 ml de solución.
1- Escribir la reacción de disociación de la sal
2- Calcular la masa molar de la sal
3- Calcular la cantidad de cada ión presente en la solución (CONSIDERAR
FORMULA DEL COMPUESTO)
4- Calcular la concentración de cada ión
Resolver el problema 14.
Mezclas de soluciones
De igual soluto
Se SUMAN las cantidades de SOLUTO
Se SUMAN los volúmenes de SOLUCIÓN
C1
m1
+
V1
C3
m3
m2
V2
C2
+
Concentración
Final
SE CALCULA
V3
Ejemplo
Se mezclan 50 mL de una solución preparada por disolución de
38 g de sulfato de cobre en agua a volumen final 100 mL, con 25
mL de una solución de sulfato de cobre 1M. Calcular la
concentración molar y normal de la solución resultante.
1. Calcular el PM del CuSO4 y la concentración en la disolución
2. Determinar la cantidad de ST (n1) presente en los 50 ml (V1)
3. Determinar la cantidad de ST (n2) presente en los 25 ml (V2)
4. Calcular la concentración molar final ( VF = V1 + V2 y nF = n1 + n2 )
5. Calcular la concentración normal final
(recordar : Peq SAL = PM / n° cargas (+/-) por molécula)
Resolver el problema 15.
Mezclas de soluciones
De distinto soluto, SIN reacción química
m1
C1= m1/VF
C1
V1
C2= m2/VF
m2
V2
C2
VF= V1 +V2
Ejemplo
Calcular la concentración de todos los iones resultantes de
mezclar: 150 ml de una solución 0,089 M de CuSO4 con 100 ml
de una solución 0,125 M de CoSO4
1. Determinar la cantidad de SO42- (n1SO42-) y Cu2+ (n1Cu2+) en los 150 ml (V1)
2. Determinar la cantidad de SO42- (n2SO42-) y Co2+ (n2Co2+) en los 100 ml (V2)
3. Calcular las cantidades finales de cada ión (nFSO42- , nFCu2+ y nFCo2+ )
4. Calcular las concentraciones finales ( VF = V1 + V2)
Resolver el problema 20.
Reacción de precipitación: Se produce cuando se mezclan soluciones de dos
electrolitos fuertes y reaccionan para formar un sólido insoluble.
AgNO3 (aq) + NaCl (aq)  AgCl (s) + NaNO3 (aq)
Ecuación Iónica completa
Ag+(aq) + NO3-(aq) + Na+(aq) + Cl-(aq)  AgCl(s) +Na+(aq) + NO3-(aq)
Iones espectadores
Ecuación Iónica neta
Ag+(aq) + Cl-(aq)  AgCl(s)
Ejemplo
Se agregan 20.0 ml de una solución de NaOH 0.1 M a 40 ml de
una solución de nitrato cúprico 0.2 M. ¿Cuál es la molaridad de
los iones Na+ en la solución final? ¿Cuánto sólido se formó?
1. Escribir la reacción química de precipitación (molecular)
2. Escribir la reacción química con las especies disociadas
3. Identificar los “iones espectadores”
4. Calcular los moles de Na+ y HO5. Calcular los moles de Cu2+ y NO36. Identificar reactivo en defecto
7. Calcular cantidad de sólido formado
8. Calcular las conc. finales ( VF = VSN1 + VSN2 )
Reacción de neutralización: Un ácido fuerte reacciona con una base fuerte
para producir una sal y agua.
HCl (aq) + NaOH (aq)  NaCl (aq) + H2O (l)
Ecuación Iónica completa
H+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + HO-(aq)  Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O (l)
Iones espectadores
Ecuación Iónica neta
H+(aq) + OH-(aq)  H2O (l)
Ejemplo
Una alícuota de 25.0 ml de ácido oxálico ( H2C2O4) se titula con
38.0 ml de una solución de NaOH 0.1 M. Encontrar la molaridad
del ácido oxálico. (El ácido es diprótico)
1. Escribir la reacción neutralización
2. Calcular los moles de HO3. Calcular los moles de H2C2O4 (según reacción)
4. Calcular la concentración
Reacción de formación de gas
HCl (aq) + NaHCO3 (aq)  CO2 (g) + NaCl (aq) + H2O (l)
Ecuación Iónica completa
H+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + HCO3- (aq)  Na+(aq) + Cl-(aq) + CO2 (g) + H2O (l)
Iones espectadores
Ecuación Iónica neta
H+(aq) + HCO3- (aq)  CO2 (g) + H2O (l)
Ejemplo
Calcular el volumen (en CNTP) de H2S que se genera cuando reaccionan 1,5
g de FeS (85% pureza) con 20 cm3 de una solución acuosa de HCl 5,0 M? El
rendimiento de la reacción es de 95%.
1. Escribir la reacción
2. Calcular los moles de FeS y HCl
3. Ver cuál de los reactivos está en defecto
4. Calcular los moles de H2S con rendimiento del 100%
5. Calcular los moles de H2S con rendimiento del 95%
6. Calcular el volumen de gas suponiendo que se comporta como un gas
ideal (el volumen de un mol de gas ideal en CNTP es 22.4 l)
Resolver los problemas 27, 28, 32 y 35.