Acuerdo 286. Química. Disoluciones. Recopiló: M.C. Macaria Hernández Chávez

Transcripción

1 Acuerdo 286 Química Disoluciones Recopiló: M.C. Macaria Hernández Chávez

2 Disolución: Es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia que se encuentra en mayor proporción se llama disolvente y las otra se llama soluto.

3 Clasificación de las disoluciones Según el estado de agregación de sus componentes: Solido-líquido: sal + agua. Gas-gas: aire (oxígeno + nitrógeno). Líquido-líquido: vino (alcohol + agua). Líquido-gas: gaseosa (agua +CO 2 ). Sólido-sólido: aleaciones (cobre + zinc = Latón)..

4 Factores que afectan a la SOLUBILIDAD. Temperatura: -En disoluciones solido-líquido y líquido-líquido, la solubilidad aumenta con la temperatura. -En disoluciones gas-liquido la solubilidad aumenta al disminuir la temperatura.(simil coca-cola fria y natural). Pulverización del soluto: El soluto pulverizado muestra más superficie de contacto con el disolvente. Se facilita la difusión de moléculas de soluto a través del disolvente al aumentar la superficie de contacto. Agitación: La agitación hace aumentar el contacto entre moléculas de soluto con el disolvente.

5 Tipos de disoluciones Diluidas: Baja proporción de soluto disuelto Concentradas: Alta proporción de soluto disuelto Diluida Concentrada Saturadas: Máxima cantidad de soluto disuelto. Este límite lo impone la solubilidad de la sustancia. Sobresaturada: Queda soluto sin disolver. Forma mezcla heterogénea. Al filtrarla obtenemos la disolución saturada.

6 Cálculo de masa molecular o peso molecular (PM): Es la masa de una molécula de un compuesto, se calcula sumando las masas atómicas o pesos atómicos que forman dicha molécula y tiene las unidades de g/mol. masas atómicas o pesos atómico del H masas atómicas o pesos atómico del O masas atómicas o pesos atómico del S Ejemplo: Determinar la masa molecular del ácido sulfúrico H 2 SO 4 Peso atómico del H = g/mol x 2 = se multiplicó por 2 porque hay 2 hidrógenos en la fórmula Peso atómico del S = g/mol x 1 = se multiplicó por 1 porque hay 1 azufre en la fórmula Peso atómico del O = g/mol x 4 = se multiplicó por 4 porque hay 4 oxígenos en la fórmula Peso molecular (PM) del H 2 SO 4 = g/mol

7 Ejercicios: Determinar la masa molecular del Hidróxido de sodio NaOH Determinar la masa molecular del ácido fosfórico H 3 PO 4 Determinar la masa molecular del ácido acético CH 3 COOH Determinar la masa molecular del benceno C 6 H 6 Determinar la masa molecular del cianuro de calcio Ca(CN) 2 Determinar la masa molecular de la sacarosa C 12 H 12 O 11 Determinar la masa molecular del hidróxido de aluminio Al(OH) 3 Determinar la masa molecular del fosfato de magnesio Mg 3 (PO 4 ) 2

8 Expresión de concentración en unidades físicas y químicas Molaridad Normalidad Porcentajes En masa En volumen

9 Molaridad La molaridad o concentración molar (M) es el número de moles de soluto por litro de disolución. Ejemplo El ácido bromhídrico (HBr) es una solución de gas bromuro de hidrógeno en agua. Calcular la molaridad de la solución de ácido bromhídrico si 455 ml contienen 1.80 moles de bromuro de hidrógeno Datos Moles de soluto = n= 1.80 moles de HBr V = 455 ml = L Fórmula 1.80 moles de HBr L = moles de HBr/L ó 3.96 M HBr

10 Ejemplo 2 Cuántos gramos de soluto hay en 1.75 L de una solución M de fosfato monoácido de sodio ( Na 2 HPO 4 )? Datos M = Moles de Na 2 HPO 4 / L V = 1.75 L PM de Na 2 HPO 4 = g/mol Fórmula Despejando x = 1.75 L x moles de Na 2 HPO 4 /L = moles de Na 2 HPO 4 m = n x PM = moles de Na 2 HPO 4 x g/mol m = g de Na 2 HPO 4

11 Calcule la molaridad de una disolución que se preparó disolviendo 5.00 g de glucosa (C 6 H 12 O 6 ) en suficiente agua para formar exactamente 100 ml de disolución. Respuesta: M. Cuántos gramos de Na 2 SO 4 hay en 15 ml de Na 2 SO M? (b) Cuántos mililitros de disolución de Na 2 SO M se requieren para suministrar mol de esta sal? Respuestas: (a) 1.1 g; (b) 76 ml

12 Ejemplos: Cálculo de normalidad (N) para un ácido Calcular la normalidad de una solución que se preparó disolviendo 15 g de ácido fosfórico, H 3 PO 4, en agua y diluyendo la solución con agua hasta alcanzar un volumen final de 250 ml. Datos V = 250 ml = L Masa de soluto = 15 g PM = 98 g/mol Número de hidrógenos = 3 en la fórmula H 3 PO 4 Masa de un equivalente gramo de compuesto = PM No. de hidrógenos = g/equiv. Número de equivalentes gramo = Masa de compuesto g/ equiv. = equiv. Normalidad (N) = equiv. V Masa de un equivalente gramo de H 3 PO 4 = 98 g/mol 3 equiv / mol = 32.7 g/equiv. Número de equivalentes gramo = 15 g 32.7 g/ equiv. = equiv. Normalidad = equiv L. = 1.84 N

13 Cálculo de normalidad (N) para una base Calcule la normalidad de una disolución acuosa que contiene 2.25 g de hidróxido de calcio, Ca(OH) 2 en 1.5 L de disolución. Datos Masa = 2.25 g de hidróxido de calcio V = 1.5 L P. M. de Ca(OH) 2 = g/mol Número de OH = 2 en la fórmula Ca(OH) 2 = 2 equivalentes / mol Masa de un equivalente gramo de Ca(OH) 2 = Número de equivalentes gramo = g/mol 2 equiv / mol = g/equiv g = equiv g/ equiv. Normalidad = equiv. 1.5 L = N

14 Cálculo de normalidad (N) para una sal Se preparó una solución de nitrato de plata AgNO 3 pesando exactamente g del sólido y disolviéndolo en agua, diluyendo en un matraz aforado a 2 L exactamente. Calcular la normalidad exacta de la solución obtenida. Datos Masa = g V = 2 L P. M. de AgNO 3 = g/mol Iones Plata fórmula AgNO 3, solo 1 y su carga como catión es 1, Alg 1+, los equivalentes por cada mol se obtienen multiplicando 1 x 1 = 1 equiv / mol Masa de un equivalente gramo de AgNO 3 = Número de equivalentes gramo = g/mol 1 equiv / mol g g/ equiv. = equiv. = g/equiv. Normalidad = equiv. 2 L = N

15 Cálculo de normalidad (N) para una sal Ejercicios: Calcular la normalidad de 34.2 g de sulfato de aluminio, Al 2 (SO 4 ) 3, disueltos en agua suficiente para obtener 6 L de solución. Datos Masa = 34.2 g V = 6 L P. M. de Al 2 (SO 4 ) 3 = g/mol Fórmula Iones aluminio en la fórmula Al 2 (SO 4 ) 3, son 2 y su carga como catión es 3, Al 3+, los equivalentes por cada mol se obtienen multiplicando 2 x 3 = 6 equiv / mol Masa de un equivalente gramo de Al 2 (SO 4 ) 3 = Número de equivalentes gramo = g/mol 6 equiv / mol 34.2 g = equiv g/ equiv. = g/equiv. Normalidad = equiv. 6 L = N

16 Ejercicios Cuántos gramos de ácido sulfúrico están contenidos en 3 litros de una solución de 0.5 N. Masa molecular o peso molecular del ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ). Calcular la normalidad y molaridad de una solución que contiene 26,5 g de carbonato de sodio, Na 2 C0 3, en 500 ml de solución. Una solución contiene 30 gramos de HNO 3 determinar la normalidad de la solución en 300 ml de solución. Si se disuelven 4 g de hidróxido de sodio en agua y el volumen se lleva a 500 ml, hallar la normalidad de la disolución.

17 Porcentaje en masa Esta forma de expresar la concentración de una mezcla relaciona la masa del soluto con la masa total de la solución, lo que equivale a la suma de las masas del soluto y del disolvente. La expresión con la cual se calcula es la siguiente: Masa % de soluto = soluto x 100 Masa soluto + Masa disolvente Ejemplo Calcular el porcentaje en masa obtenido al disolver 40 g de cloruro de sodio, NaCl, en 200 g de agua destilada. Datos Masa soluto = 40 g de NaCl Masa de disolvente = 200 g de agua destilada 40 g % de NaCl = x g g % de NaCl = %

18 Porcentaje en volumen Esta forma de expresar la concentración de una mezcla relaciona el volumen del soluto con el volumen total de la solución, lo que equivale a la suma de los volúmenes de soluto y del disolvente. La expresión con la cual se calcula es la siguiente: Volumen soluto % de volumen = x 100 Volumen soluto + Volumen disolvente Ejemplo Una botella de brandy contiene un volumen de 946 ml. En la etiqueta dice tener un 38 % en volumen de alcohol. Calcula el volumen de alcohol contenido. Datos Volumen total (Volumen soluto + Volumen disolvente ) = 946 ml % de volumen de alcohol (soluto) = 38 Se despeja Volumen soluto de la ecuación de arriba Volumen soluto = Volumen soluto = % de volumen x (Volumen soluto +Volumen disolvente ) x (946 ml) 100 Volumen soluto = ml de alcohol

19 Calcule el porcentaje en masa del cloruro de potasio si se disuelven 6.30 g de este sal en 52.5 g de agua. Respuesta = 10.7 % Qué volumen de jugo de limón se necesita para preparar una solución de 2000 ml al 15 %. Respuesta = 300 ml Calcula el porcentaje en masa de una disolución preparada disolviendo 5 g de nitrato de potasio en 200 ml de agua destilada. Nota: para convertir de 200 ml a 200 g se multiplica por la densidad del agua = 1 g/ml, en otras palabras cuando se trata de agua 1 ml = 1 g. Respuesta = 2.4 % en nitrato de potasio