PRACTICO N°1 SEMESTRE 2-2022 SOLUCIONES 1.- A un evaporador se alimentan 250 kg/h de una solución acuosa saturada de NaNO3 a 20 °C. Sabiendo que la solubilidad del nitrato de sodio a esta temperatura es de 0,88 lb/lb de agua, calcular: a) Los kg/min de agua que entran al evaporador. b) Los kg/min de nitrato disueltos en el agua. SOLUCION DATOS m solución= 250 kg/h 0,88 lb/lb NaNO3 250 kg/h de NaNO3 Evaporador 4,16 kg/min Sol. Total Fracciontotal = Fraccion del Nitrato +fracción del agua 1-0,468= 0,532 fraccion del agua 1 + 0,88 = 1,88 lb/lb totales Xw NaNO3= 0,88 lb/lb NaNO3 / 1,88 lb/lb totales = 0,468 Fraccion del Nitrato Xw H2O = 1-0,468 = 0,532 46,8 % NaNO3 (Porcentaje en peso) 53,2% H2O (Porcentaje en peso) 250*0,468 = 117 kg/h NaNO3 250* 0,532 = 133 kg/h H2O a) 133 kg/h * 1 hora/60 minutos = 2,21 kg/min H2O b) 117 kg/h * 1hora/60 minutos = 1,95 kg/min NaNO3 Disueltos en el agua 4,16 kg/min solución total que ingresa al evaporador 0,88 lb/lb NaNO3 +1,00 lb/lb H2O= 1,88 lb/lb totales Respta.: a) 2,21kg/min; b) 1,95 kg/min 2.- Los sedimentos de un lago en donde se descarga los efluentes de una zona industrial reportan niveles de 1500 ppm. ¿Cuál es su respectivo porcentaje en masa de los sedimentos?. SOLUCION 1500 ppm = X sedimentos * 106 Xsedimentos = 1500 / 106 = 0,0015 = 0,0015*100 = 0,15% Repta.: 0,15% 1500 ppm / 10000 = 0,15 % (Porcentaje en masa) 1500 ppm/ 1000000 = 0,0015 Fraccion masica 3.- Se tiene un volumen de 100 m3 de una mezcla a 25 C y 760 mmHg con la siguiente composición en % mol. O2 20 N2 78,20 CO2 0,42 H2O 1,38 Determinar: a) Las libras en masa de cada componente y la composición en % masa. b) Los moles de cada componente. c) El peso molecular promedio de la mezcla. SOLUCION Comp. O2 N2 CO2 H2 O Total % molar 20 78,20 0,42 1,38 100 b) PMi(kg/kmol) 32 28 44 18,0153 Yi*PMi=PMtotal 6,4 21,896 0,1848 0,2486 28,7294kg/kmol ni(kmol) 0,8184=0,20*4,092 3,1999 0,01718 0,0564 4,09188 Comp. O2 N2 %w(peso) ni= m/PM 22,28 76,21 O,2228/32=0,0069 0,0272 % Molar 20% 78,32 CO2 H2O Total 0,6429 0,8642 100 0,000146 0,000479 0,0347 0,42 1,38 100 m(Lb)= n*PM 57,62 197,1138 1,6630 2,2353 258,6321 Conversión 1 kg= 2,2 Lb n=m/PM; m= n*PM numero de moles por componente ni (kmol) 𝒏𝒊 𝒚𝒊 = 𝒏𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 ni= yi* ntotal ni (kmol) =Numero de moles totales*Yi(Fraccion de cada componente) n O2= 4,092 *0,20 = 0,8184 n N2=4,092*0,7820 = 3,1999 %w 22,28 76,21 0,6429 0,8642 100 Masa del oxigeno en Lb Masa en Libras (m= n*PM) Masa del oxigeno en Lb mo2= no2*PMo2 mo2=0,8184 kmol* 32 kg/kmol * 2,2 Lb/kg= 57,62 Lb 0,8184 kmol*32 kg/kmol=26,19 kg Conversion de kg a lb 26,19 kg*2,2Lb/kg= 57,62 lb Composicion de % en masa Xi = mi / m total %W = Xi*100% Porcentaje en masa del oxigeno (%W) Xo2= (57,62 / 258,6321)*100 = 22,28 % Numero de moles de la mezcla gaseosa P*V = n *R* T 𝒏= 𝑷∗𝑽 𝑹∗𝑻 𝟏 𝒂𝒕𝒎 𝒏= 𝟕𝟔𝟎 𝒎𝒎𝑯𝒈∗𝟕𝟔𝟎𝒎𝒎 𝑯𝒈∗𝟏𝟎𝟎 𝒎𝟑 𝒂𝒕𝒎∗𝒎𝟑 ∗(𝟐𝟓+𝟐𝟕𝟑)𝑲 𝒌𝒎𝒐𝒍∗𝑲 𝟎,𝟎𝟖𝟐 n= 4,092 kmol (Numero de moles totales de la mezcla gaseosa) c) PM promedio = 28,7294 kg/kmol Respta.: a) O2=22,22%; N2= 76,21%, CO2= 0,6429%, H2O= 0,8642%;b) 28,73 kg/kmol 4.- Una solución de KCl tiene una concentración de 2,7 gmol/l de solución y una densidad de 1,118 g/cm3, determinar : a) La fracción peso de KCl b) La fracción mol de KCl c) lb de KCl por libra de solvente. DATOS 2,7 gmol/litro = M Densidad solución = 1,118 g/cm3 PM KCl = 74,6 gr KCl/ mol KCl a) Yw KCl= ? b) Yi KCL= c) Lb de KCL por lb de solvente 𝑀= 𝑛 (𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑛= 𝑚 𝑃𝑀 m= n*PM a) 2,7 gmol/Litro * 74,6 gr / gmol KCl= 201,42 gr/Litro 201,42 gr/Litro *1 Litro / 1000 cm3 0,2014 gr/cm3 Yw KCL= 0,2014 gr/cm3 / 1,118 gr/cm3 Yw KCL= 0,18014 fraccion peso Yw H2O= 1-0,18014 = 0,81986 fraccion peso b) Fracciones mol n=m/PM 𝑔𝑟 𝐾𝑐𝑙 0,18014 𝑔𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑔𝑟 𝐾𝐶𝑙 74,6 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙 𝑛𝐾𝐶𝑙 = = 0,002413 mol 𝑔𝑟 𝐻2𝑂 𝑔𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑔𝑟 𝐻2𝑂 18,053 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑂 Yi = ni/n total 𝑛𝐻2𝑂 = 0,81986 YKCl = = 0,04541 mol 0,002413 0,002413+0,04541 YKCl= 0,0504 YH2O = 0,04541 0,002413+0,04541 YH2O=0,9495 c) Lb de KCL por lb de solvente Yw KCL= 0,18014 gr KCl/ gr totales Yw H2O=0,81986 gr H2O/gr totales m KCL / mH2O = 0,18014/0,81986 = 0,2197 gr KCl/ gr H2O sovente 1 gr = 0,0022 lb 1lb =453,592 gr 0,2197 gr KCl/ gr H2O* 0,0022 lb / 1gr = 0,00048334 lb KCl/lb H2O Respta.: a) Xw KCl= 0,18; b) Xn KCl= 0,0503; c) 0,00048334 lb KCl/lb H2O 5.- Si se tiene una solución acuosa de metanol al 20% en peso, calcule su composición en fracción mol y su peso molecular promedio (PMm). DATOS CH3OH = 20 % en peso Fracción mol CH3OH= ? PMCH3OH= 32 gr/grmol Soluto + Solvente = Solución mSolución = m Soluto + m Solvente V solución = m soluto + m solvente % peso solución = % peso CH3OH + % peso H2O % peso H2O= 100% - 20% = 80% Solvente o agua 1 = 0,20 +0,80 Fracción peso de la solución Comp. CH3OH H2O Total %W(Weight) 20 80 100 PMi(g/gmol) 32 18,0153 PMSolucion 0,20*32=6,4 0,80*18,0153=14,41 20,81 g/gmol ni 0,0062 0,0444 0,0506 %Molar 12,25 87,75 100 PMSolucion 0,1225*32=3,92 0,8775*18,0153=15,81 19,73 lb/lbmol ni=m/PM yi= ni/ntotal 𝑔𝑟 𝐶𝐻3𝑂𝐻 𝑔𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝐶𝐻3𝑂𝐻 32 𝑔𝑟 𝑔𝑟𝑚𝑜𝑙 0,20 𝑋𝑛𝐶𝐻3𝑂𝐻 = 𝑔𝑟𝐶𝐻3𝑂𝐻 𝐻2𝑂 0,80 𝑔𝑟 𝑔𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑔𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 + 𝐻2𝑂 𝐶𝐻3𝑂𝐻 18,0153 𝑔𝑟 32 𝑔𝑟 𝑔𝑟𝑚𝑜𝑙 𝑔𝑟𝑚𝑜𝑙 0,20 𝑋𝑛𝐶𝐻3𝑂𝐻 = 0,00625 0,00625 + 0,0444 𝑋𝑛𝐶𝐻3𝑂𝐻 = 0,1233 𝑋𝑛𝐶𝐻3𝑂𝐻 = 1 − 0,1233 = 0,8767 PMm= 32*0,1233 + 18,0153*0,8767= 3,9456+15,794= 19,73 lb/lbmol Respta.: Xn metanol= 0,1233; Xn agua= 0,8767; PMm= 19,72 lb/lbmol 6.- Se disuelven 20 gr de NaOH en 560 gr de agua. Calcula a) la concentración de la disolución en % en masa b) su molalidad DATOS mNaOH= 20 gr mH2O= 560 gr PMNaOH= 40 gr/mol a) %NaOH= ? b) m= ? mdisolución = msoluto + msolvente mdisolución = 20 gr + 560 gr= 580 gr disolución a) %𝑁𝑎𝑂𝐻 = %𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑚𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 100 𝑚𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 20 𝑔𝑟 ∗ 100 = 3,45 % 580 𝑔𝑟 b) 𝑚= 𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠(𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) ; 1 𝑘𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑛= 𝑛= 40 gr NaOH 1 mol X= 0,5 mol 𝑚= 1𝑘𝑔 560 𝑔𝑟∗1000 𝑔𝑟 𝑚 𝑃𝑀 20 𝑔𝑟 = 0,5 𝑚𝑜𝑙 40 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 20 gr NaOH X 0,5 𝑚𝑜𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ] 𝑘𝑔 [ = 0,89 𝑚𝑜𝑙/𝑘𝑔 Respta. : a) 3,45 % NaOH, b) 0,89 m 7.- ¿Qué cantidad de glucosa, C6H12O6 (Mm= 180 g/mol), se necesita para preparar 100 cm3 de disolución 0,2 molar? DATOS M = 0,2 molar V disolución = 100 cm3* 1 Litro/ 1000 cm3 = 0,1 Litro m C6H12O6 = ? PM C6H12O6= 180 g/mol PM C6H12O6= 12*6 + 1*12 + 16 *6 = 180 g/mol 1 litro = 1000 cm3 𝑛 (𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) 𝑚𝑜𝑙 𝑀= ; [ ] 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 Número de moles = M*1 Litro de disolución Número de moles = (0,2 mol / 1 Litro de disolución )* 0,1 Litro de disolución Número de moles = 0,02 mol 𝑚 𝑛 = 𝑃𝑀 m C6H12O6= 0,02 mol* 180g/mol = 3,6 g Respta.: 3,6 g 8.- Se dispone de un ácido nítrico comercial concentrado al 96,73% en masa y densidad 1,5 g/mL. ¿Cuántos mL de ácido concentrado serán necesarios para preparar 0,2 L de disolución 1,4 M de dicho ácido? Mm(HNO3) = 63 g/mol DATOS 96,73% Conc. HNO3 Densidad solución = 1,5 g/ml VHNO3= ? (ml) Vdisolución = 0,2 Litros 1,4 M PMHNO3= 63 g/mol 𝑛 (𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) 𝑚𝑜𝑙 𝑀= ; [ ] 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 Número de moles = M*1 Litro de disolución Número de moles = 1,4 mol/Litro * 0,2 Litros = 0,3 mol 63 gr HNO3 x 1 mol 0,3 mol X= 18,9 gr HNO3 96,73 % ácido puro 18,9 gr 100 % X X= 19,54 gr (Acido comercial 100% puro) 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑( 𝑣(𝑚𝑙) = 𝑔𝑟 𝑚(𝑔𝑟) )= 𝑚𝑙 𝑣(𝑚𝑙) 𝑚(𝑔𝑟) 𝑔𝑟 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ( ) 𝑚𝑙 19,54 𝑔𝑟 𝑣(𝑚𝑙) = 𝑔𝑟 1,5 ( ) 𝑚𝑙 𝑣(𝑚𝑙) = 13,02 𝑚𝑙 Respta.: 13 mL 9.- Calcula la masa de nitrato de hierro (II), Fe(NO3)2, que hay en 100 mL de disolución acuosa al 6%. Densidad de la disolución 1,16 g/mL. DATOS mFe(NO3)2 = ? V = 100 ml Fe(NO3)2 al 6% Densidad = 1,16 g/ml 1,16 gr 1 ml X 100 ml X= 116 gr de disolución 100 % 6% 116 gr x X= 6,96 gr Fe(NO3)2 Respta.: 6,96 g Fe(NO3)2 10.- Indica de qué modo prepararías ½ L de disolución 0,1 M de HCl si disponemos de un HCL concentrado del 36% y densidad 1,19 g/mL. DATOS HCL al 36% Densidad= 1,19 g/mL 0,1 M HCl V = ½ Litro ½ Litro HCL 0,000854 M En el matraz aforado de 500 ml, pongo un poco de agua y luego los 4,27 ml de HCl concentrado al 36%, s añado agua hasta completar los 500 ml o ½ Litro HCL 0,1 M 36% 1,19 g/ml 𝑀= 𝑛 (𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) ; 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙 ] 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 [ Número de moles = M*1 Litro de disolución Número de moles = 0,1 mol/Litro * 0,5 Litros = 0,05 mol 𝑚 𝑃𝑀 m= n*PM m= 0,05 mol* 36,45 gr/mol 𝑛= m= 1,823 gr de HCl 1,823 gr de HCl 36% X 100% X= 5,06 gr de HCl puro 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑( 𝑣(𝑚𝑙) = 𝑣(𝑚𝑙) = 𝑔𝑟 𝑚(𝑔𝑟) )= 𝑚𝑙 𝑣(𝑚𝑙) 𝑚(𝑔𝑟) 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ( 5,08 𝑔𝑟 1,19 𝑔𝑟 ) 𝑚𝑙 𝑔𝑟 𝑚𝑙 𝑣(𝑚𝑙 ) = 4,27 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑙 36% C1*V1 = C2*V2 C2= C1*V1 / V1 C2= 0,1 mol/litro * (4,27 ml * 1 Litro/1000 ml ) / 0,5 Litro C2= 4,27x`10-4 mol / 0,5 Litro = 0,000854 M Respta.: 1,83 g HCL, 5,98 g HCl puro, 4,27 ml HCl del 36%. 11.- Se disuelven en agua 30,5 g de cloruro amónico (NH 4Cl) hasta obtener 0,5 l de disolución sabiendo que la densidad de la misma es 1027 kg/m 3. Calcula: a) La concentración de la misma en porcentaje en masa.(gr/Litro), (gr/masa disolución) b) la molaridad c) la molalidad d) Las fracciones molares del soluto y del disolvente. Mm(NH4Cl) = 53,5 g/mol DATOS mNH4Cl = 30,5 gr V solución = 0,5 Litros Densidad Solución = 1027 kg/m3 a) % w/w=? b) M=? c) m=? d) XNH4Cl=? XH2O=? 1027 kg/m3 * 1000 gr/1 kg * 1 m3/ (100)3 cm3= 1,027 gr/cm3 1,027 gr/cm3 * 1000 cm3/1litro = 1027 gr/litro 1 Litro = 1000 cm3 1m3 = 1000 Litros 1027 gr en un 1 litro 513,5 gr hay en 0,5 Litro msolución = m soluto + m solvente 513,3 gr = 30,5 gr + m solvente msolvente = 483 gr de H2O 𝑚 𝑚 (𝑔𝑟)𝑆𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 a) % 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑁𝐻4𝐶𝑙(% 𝑚) = 𝑚(𝑔𝑟)𝑆𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛*100% % 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑁𝐻4𝐶𝑙 = 30,5 𝑔𝑟 ∗ 100 513,3 % 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑁𝐻4𝐶𝑙 = 5,94% 𝑚 𝑚 (𝑔𝑟)𝑆𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 % 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑁𝐻4𝐶𝑙 (% ) = ∗ 100 𝑣 𝑉 (𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜)𝑆𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑚 30,5 𝑔𝑟 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 % 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑁𝐻4𝐶𝑙 (% ) = ∗ 100 𝑣 0,5 𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑚 % 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑁𝐻4𝐶𝑙 (% ) = 6100 % 𝑣 b) 𝑀 = 𝑛 (𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑀= ; [ 𝑚𝑜𝑙 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑚/𝑃𝑀 ; 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 [ 𝑚𝑜𝑙 ] 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 30,5𝑔𝑟 53,5𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 𝑀= 0,5 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 M=1,14 Molar c) 𝑚= 𝑛(𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) ; 1 𝑘𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ] 𝑘𝑔 [ ] 𝑚= 0,57 𝑚𝑜𝑙 ; 1𝑘𝑔 483 𝑔𝑟 ∗ 1000𝑔𝑟 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ] 𝑘𝑔 [ m= 1,18 molal 𝑋𝑠 = 𝑋𝑠 = 𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 0,57 = 0,02 0,57 + 26,75 𝑋𝐷 = 𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑋𝐷 = 26,75 = 0,98 27,32 0,98+0,02 = 1 Respta.: a) 5,94%, b) 1,14 M, c) 1,18 m, d) 26,85 moles, Xs= 0,02, Xd= 0,98. 12.- Un ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,8 g/mL tiene una pureza del 90,5%. Calcula: a) Su concentración en g/L b) Su molaridad c) El volumen necesario para preparar ¼ de litro de disolución 0,2 M Mm (H2SO4) = 98 g/mol DATOS Densidad de la solución = 1,8 g/ml 90,5% pureza H2SO4 a) g/L=? b) M=? c) V2=? ¼ Litro 0,2 M 𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑎 (𝑔𝑟)𝑎ç𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑢𝑟𝑜 a) 𝑙 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜)𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 1 Litro = 1000 ml 1,8 gr/ml * 1000 ml/1 litro = 1800 gr / 1 Litro 90,5 % son de ácido puro 1800 gr 100 % X 90,5% X= 1800 * 90,5/ 100 =1629 gr/ 1 litro al 90,5% (La concentración del soluto) b) 𝑀 = 𝑛 (𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ; [ 𝑚𝑜𝑙 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 ] 1629𝑔𝑟 98𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 𝑀= 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 M= 16,62 Molar c) 1/4 Litro a 0,2 M Numero de moles = M* 1 Litro de solución Numero de moles = 0,2 mol/litro* 1/4 Litro de solución Numero de moles = 0,05 moles Masa = numero de moles * Peso Molecular Masa = 0,05 moles * 98 gr/mol = 4,9 gr de ácido puro al 90,5% 4,9 gr 90,5 % x 100 % x= 4,9*100 / 90,5 = 5,4 gr al 100 % densidad = m/v v= m/densidad v= 5,4 gr/ 1,8 gr/cm3 v= 3 cm3 1 ml = 1 cm3 Respta.: a) 1629 g/l, b) 16,62 M, c) 0,05 moles, 5,4 g de ácido puro, 3 cm3 13.- En 40 g de agua se disuelven 5 g de ácido sulfhídrico, Mm (H 2S) = 34 g/mol. La densidad de la disolución formada es 1,08 g/cm3. Calcula : a) el porcentaje en masa b) la molalidad c) la molaridad DATOS mH2O= 40 gr mH2S= 5 gr Densidad solución = 1,08 gr/cm3 a) % m/m=? b) m=? c) M=? msolucion = msoluto + msolvente msolución= 5+40 = 45 gr a) % m/m = (5/45)*100 = 11,11% 𝑛(𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) b) 𝑚 = 1 𝑘𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 ; [ 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑘𝑔 𝑚= ] 0,14 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ; 40 𝑔𝑟 ∗ 1 𝑘𝑔/1000𝑔𝑟 [ 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ] 𝑘𝑔 m= 3,5 molal c) Densidad = m/v V= m/Densidad V= 45 gr/ 1,08 gr/cm3= 41,66 cm3 1 Litro = 1000 cm3 41,66 cm3* 1 Litro/ 1000 cm3 = 0,04166 Litros 5 𝑔𝑟 34𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 𝑀= 0,04166 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 M= 3,53 Molar Respta.: 11,11 %, b) 3,67 m, c) 41,66 cm3, 3,53 M 14.- Se desea prepara 1 L de disolución de HCl 0,5 M. Para ello se dispone de las disoluciones A y B. Calcular la M de la disolución A y el volumen necesario que hay que tomar de cada disolución para obtener la disolución deseada. DATOS V= 1 Litro de disolución 0,5 M de HCl DISOLUCION A Densidad = m/v m=Densidad * V m= 1,095 gr/cm3 * 1000 cm3/1Litro = 1095 gr/Litro 1 Litro = 1000 cm3 1 Litro = 1000 ml 1ml = 1cm3 1095 gr 100% x 5% X= 54,75 gr HCl puro al 5% 54,75 𝑔𝑟 36,5 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 𝑀= 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 1,5 M Numero de moles = V*M Numero de moles = 1 Litro * 0,5 moles/1Litro = 0,5 moles VA+ VB = 1 Litro VB= 1- VA 1,5 * VA + 0,1 * VB = 0,5 moles 1,5 * VA + 0,1 * (1-VA) = 0,5 moles 1,5*VA+ 0,1 -0,1*VA= 0,5 1,4*VA=0,4 VA= 0,28 Litros* 1000 cm3/1litro= 280 cm3 VB= 1- 0,28 = 0,72 Litros = 720 cm3 Respta.: a) 54,75 g HCL puro, 1,5 M, b) 0,5 moles, 720 cm3 15.- Una disolución de H2SO4 del 40% en peso tiene una densidad de 1,30 g/ml. Exprese la concentración de la misma en : a) mg/ml (m/v); b) molaridad; c) normalidad; d) molalidad; e) fracción molar, f) ppm. ¿Qué volumen de esta disolución será necesario para preparar 500 ml de otra disolución 0,2 N en ácido sulfúrico?. a) Vsolucion = Vsoluto+ Vsolvente Msolución = msoluto+ msolvente 100% = 40%+ 60% 100 gr= 40gr+60gr 100 % 100 gr 40% x X= 40*100/100 = 40 gr 40 gr H2SO4 100 gr Disolución X ml 1,30 gr Disolución X= 40 gr H2SO4 * 1,30 gr Disolucion / 100 gr Disolución X= 0,52 gr/ml 0,52 gr/ml* 1000 mg/1 gr = 520 mg/ml b) 40 gr H2SO4 100 gr Disolución X ml 1,30 gr X= 0,52 gr/ml* 1000 ml/1 litro = 520 gr/litro 𝑛= 𝑛= 𝑚 𝑃𝑀 520 𝑔𝑟 𝐻2𝑆𝑂4 𝑔𝑟 98,06 (𝑃𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝐻2𝑆𝑂4) 𝑚𝑜𝑙 n= 5,302 mol 𝑀= 𝑛 (𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) ; 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑀= 𝑚𝑜𝑙 ] 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 [ 5,302 𝑚𝑜𝑙 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 M= 5,302 Molar m=0,52 gr 𝑚 𝑛= 𝑃𝑀 n=0,52/98,06=0,00530 mol/ml 𝑀= 0,00530 𝑚𝑜𝑙 1𝑚𝑙 ∗ 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛/1000𝑚𝑙 M= 5,302 Molar c) 𝑁= 𝑒𝑞 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 N= eq*M equiv/litro H2SO4 5,302 𝑚𝑜𝑙 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 2 𝑒𝑞 = 10,60 N 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4 d) 𝑚= 40 gr soluto H2SO4 X kg solvente 𝑛(𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) ; 1 𝑘𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ] 𝑘𝑔 [ 60 gr Solvente 1 000 g Solvente 1 kg = 1000 gr X= 666,66 kg solvente / 98,06 kgr/mol = 6,80 molal (m) 40 gr H2SO4 / 60 gr disolvente * H2SO4 = 1000 gr solvente / 1 kg de disolvente * 1 mol/98,06 gr 6,80 mol/kg solvente(molal) Por formula : 𝑚= 𝑛 (𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) ; 1 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 Vsolucion = Vsoluto+ Vsolvente Msolución = msoluto+ msolvente 100% = 40%+ 60% 100 gr= 40gr+60gr n= 40 gr/ 98,09 gr/mol= 0,4079 mol msolvente= 60 gr = 0,06 kg 𝑚𝑜𝑙 ] 1 𝑘𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣. [ 𝑚= 0,4079 ; 0,06 𝑚𝑜𝑙 ] 1 𝑘𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣. [ m= 6,80 molal e) msoluto = 40 gr H2SO4 PMH2SO4= 98,09 gr/mol yi = ni/ n totales ni = mi/PMi Para el H2SO4 nH2SO4 = 40 gr/ 98,09 gr/mol H2SO4 = 0,4077 mol H2SO4 (soluto) yH2SO4 = 0,4077 mol H2SO4/ (0,4077+3,33) yH2SO4 = 0,109 YH2O= 1- 0,109 = 0,891 Total = 1 % H2SO4 = 0,109*100= 10,9% = 10,9*10000=109000 ppm % H2O= 0,891 * 100 = 89,1% Total = 100% Para el H2O nH2O = 60 gr/ 18,03 gr/mol H2O = 3,33 mol H2O f) 520 mg/ml * 1000 µg/ 1 mg = 520000 µg/ml 520000 ppm 520000/10000= 52% Molar del H2SO4 1 mg = 1000 µg (microgramo) µg/ml = ppm g) V1*C1= V2*C2 X ml * 10,60 N = 500 ml * 0,2 N X ml = 500 ml * 0,2 N / 10,60 N X mL = 9,4 mL que necesito de 10,60 N de H2SO4 Respta.: a) 520 mg/ml; b) 5,30 M; c) 10,60 N; d) 6,80 m; e) 0,109; f) 520000 ppm; g) 9,4 mL