Estequiometría a de Solución

Transcripción

1 Estequiometría a de Solución Universidad de Puerto Rico Recinto de Mayagüez Curso Química General I Dra. Jessica Torres 1 Temas: Preparando una solución Molaridad Iones en solución Dilución Estequiometría de solución Titulaciones Titulaciones ácido-base

2 Concentración de Soluciones Al preparar soluciones es importante indicar concentración de la misma, es decir, cuanto soluto y solvente componen la solución. Una medida de concentración muy utilizada es Molaridad (M). Molaridad = Litros de de soluto solución El volumen medido es el de la solución completa (soluto + solvente) y debe estar siempre en unidades de litros. Preparando una Solución Ejemplo: Determina la concentración molar de una solución de KMnO 4 (masa molar g/mol) que se obtiene al diluir.95 gramos del compuesto en un matraz volumétrico de 5.00 ml. 4

3 Ejemplo: Determina la concentración de una solución de KMnO 4 (masa molar g/mol) que se obtiene al diluir.95 gramos del compuesto en un matraz volumétrico de 5.00 ml. 1. Calcula los de soluto utilizando los gramos y la masa molar del soluto. 1molKMnO4 -.95gKMnO4 = molkmno 158.0gKMnO. Cambia el volumen a unidades de litros.. Calcula la Molaridad L 5.00mL = mL molkmno4 M = = 1. 00M L L 4 5 Preparando una Solución Ejemplo: Cuántos gramos de Na CO debes usar para preparar 5.00 ml a partir de una solución 0.10 M de Na CO? (Masa molar Na CO = g/mol) 1. Para calcular gramos, primero debes calcular los de soluto. Despeja la expresión de molaridad por. = L solución M M = L solución. Calcula los de Na CO que necesitas. Recuerda usar el volumen en L. = L 0.10M =

4 Ejemplo: Cuántos gramos de Na CO debes usar para preparar 5.00 ml a partir de una solución 0.10 M de Na CO? (Masa molar Na CO = g/mol). Usa los de soluto y la masa molar para determinar los gramos gNaCO molnaco = 0. 7g 1molNa CO 7 Utilizando una Solución Ejemplo: Una reacción requiere que se añadan de NaOH y tienes disponible una solución 1.48 M de NaOH. Cuánto volumen (ml) de la solución debes usar? 1. Despeja por volumen. M = L solución L solución = M. Calcula el volumen y pasa a unidades de ml. L solución = mol 1.48M 1 - = mL L = 8. 45mL - 10 L L 8

5 Concentración de Iones en una Solución Ejemplo: Calcula la concentración de iones de cloro en una solución 0.5 M de CaCl. Desgloza las unidades de molaridad en /L de CaCl y multiplica por la razón de Cl - en CaCl molCaCl molcl 0.5MCaCl = = 1. 07M Cl 1Lsolución 1molCaCl - 9 Diluciones En los laboratorios se utilizan con frecuencia soluciones concentradas para preparar una soluciones de menor concentración. Para preparar soluciones a partir de una solución concentrada, se toma una porción de la solución concentrada se coloca en un matraz volumétrico se añade agua hasta el nivel. Cuál es la concentración de la solución diluida? 10

6 Diluciones El total de de sustancia en la solución diluida son la misma cantidad de que se transfirieron de la solución concentrada. Recuerda que = M V Entonces, Moles transferidos del concentrado = Moles en diluido M c V c = M d V d Con esta relación puedes hacer cálculos para determinar como hacer una dilución. 11 Diluciones Ejemplo: Determina el volumen de una solución concentrada de 5.0 M CuCl que se necesita para preparar 5.0 ml de solución 1.5 M. Utiliza la formula de dilución, despeja por volumen del concentrado y calcula. M V = M c C d V c d M dvd V C = M 1.5M 5.0mL V C = = 7. 5mL 5.0M 1

7 Estequiometría de Solución Ejemplo: La siguiente reacción ocurre con reactivos en solución acuosa y genera gas. Na S(ac) + HCl(ac) NaCl(ac) + H S(g) Si se utilizan 5.0 ml de HCl.0 M para hacer reaccionar todo el Na S en solución, cuántos gramos de gas se generan? Para hacer estos cálculos es necesario combinar las relaciones entre concentración, y volumen de solución con cálculos estequiométricos. La clave es llevar los datos a unidades de mol. 1 Estequiometría de Solución A B masa molar A masa molar B coeficiente estequiométrico Moles A = M V Moles B = M V 14

8 Ejemplo: Para la reacción en solución acuosa Na S(ac) + HCl(ac) NaCl(ac) + H S(g) Si se utilizan 5.0 ml de HCl.0 M para hacer reaccionar todo el Na S en solución, cuántos gramos de gas se generan? 1. Calcula los de la solución que conoces. HCl = M HCl V HCl HCl =.0M 0.050L = HCl. Por estequiometría, pasa de de reactivo a gramos de producto. 1molH S 4.09gH S 0.075HCl = 1. 8g HCl 1molH S 15 Estequiometría de Solución Ejemplo: Determina el volumen (ml) de HCl 1.50 M necesario para consumir por completo 0.80g de Mg. Mg(s) + HCl(ac) à MgCl (ac) + H (g) 1. Determina los de HCl que se necesitan para consumir Mg. 1molMg molhcl 0.80gMg = molHCl 4.1gMg 1molMg. Calcula volumen de HCl. V=/M 0.068HCl V = = L 1.50M 1mL L = 45. 5mL - 10 L 16

9 Titulaciones Titulación es un método para determinar las concentración de un compuesto en una muestra. Se añade una solución acuosa de concentración conocida para que reaccione con el compuesto de interés en la muestra. Esta solución se conoce comosolución n estándar ndar. Dependiendo de la cantidad de solución estándar utilizada y conociendo la ecuación química balanceada se puede determinar la concentración del compuesto en la muestra. 17 Titulaciones Ácido-Base El momento que la solución estándar consume todo el compuesto de interés en la muestra se conoce como el punto de equivalencia. Durante titulaciones ácido- base se utilizan indicadores para el punto de equivalencia. Indicadores son tintes que cambian de color dependiendo de la concentración de H +. Ejemplo: fenolftaleína es incoloro en soluciones ácidas y de color rosa en soluciones básicas. 18

10 Titulaciones Ácido-Base Ejemplo: Se necesitan ml de HNO.5 M para llegar al punto de equivalencia durante la titulación de 0.00 ml de Ca(OH). Determina la concentración de Ca(OH). 1. Escribe la ecuación química balanceada. HNO + Ca(OH) à Ca(NO ) + H O. Usando el volumen y la concentración de HNO determina la cantidad de de solución estándar utilizados. HNO = M V HNO HNO =.5M L = Ejemplo: Se necesitan ml de HNO.5 M para llegar al punto de equivalencia durante la titulación de 0.00 ml de Ca(OH). Determina la concentración de Ca(OH).. Por estequiometría, determina la cantidad de de Ca(OH) que reaccionaron con los de HNO añadidos. 1molCa( OH ) 0.08HNO = OH M = V molCa( ) HNO 4. Utiliza la cantidad de de Ca(OH) y el volumen para calcular la concentración de la base..0169molca( OH ) M = 0 = M L 0