Disoluciones y cálculos de concentraciones

Transcripción

1 Disoluciones y cálculos de concentraciones

2 Disoluciones Una disolución es una mezcla homogénea (los componentes no se pueden distinguir a simple vista) de dos o más sustancias en proporciones variables. Debemos distinguir entre: Soluto: sustancia que se disuelve. Disolvente: sustancia en la que se disuelve el soluto. Disolución: conjunto formado por el disolvente y el soluto. Si hay dudas sobre quién es el soluto y quién el disolvente, se considera disolvente al componente que está en mayor proporción. Disolución Molecular: partículas de soluto son moléculas (azúcar en H 2 O) Disolución Iónica: las partículas de soluto son iones (NaCl en H 2 O)

3 Clasificación de disoluciones Atendiendo al estado físico inicial del soluto y del disolvente: (Recordar que la disolución, suele presentar el mismo estado físico que el estado disolvente). Estado físico Soluto Disolvente Disolución Sólido Sólido Ejemplos Aleaciones metálicas (acero) Líquido Sólido Líquido Amalgama (Hg más metal) Gas Sólido Hidrógeno ocluído (Pd y Pt) Sólido Líquido Azúcar en agua Líquido Líquido Líquido Alcohol en agua Gas Líquido Amoniaco en agua Sólido Gas Suspensiones (Humo) Líquido Gas Gas Suspensiones (aerosoles) Gas Gas Aire

4 Según sea la proporción de soluto respecto a la de disolvente: Saturada: la disolución no admite más soluto, depositándose el exceso en el fondo del recipiente. Diluida: La cantidad de soluto es muy pequeña respecto a la de disolvente. Concentrada: la proporción de soluto respecto a la del disolvente es grande. Sólo son posibles si el soluto es muy soluble. Solubilidad Máxima cantidad de soluto disuelto en una cantidad dada de disolvente, a una temperatura fija. Depende de varios factores: Naturaleza del soluto y del disolvente Temperatura del proceso (por lo general, la solubilidad aumenta con la T) Agitación

5 Concentración de disoluciones Concentrac ión Concentración en g/l Cantidad de soluto Cantidad de disolución ( o disolvente) Expresa la relación o cociente entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución o disolvente. Existen varias formas de expresar la concentración, según sean las unidades empleadas para medir las cantidades de soluto, de disolución o de disolvente: Concentrac ión en g L g soluto L disolución g soluto Tanto por ciento en Peso (%) % en peso 100 g disolución

6 Tanto por ciento en volumen (%) ml soluto % en volumen 100 ml disolución Molaridad Molaridad moles de soluto L disolución Molalidad molalidad moles de soluto Kg disolvente Fracción molar: representa el tanto por uno de uno de los componentes en la disolución y es adimensional. Se trata del cociente entre el nº de moles de un componente y el nº total de moles en la disolución X s moles moles sol sol moles disolvente X d moles moles disolvente sol moles disolvente La suma de fracciones molares siempre es igual a la unidad X s +X d = 1

7 Ejercicio 4: Calcula la cantidad de sal que contendrán los 150 cm de disolución de sal común de concentración 15 g/l Solución: Según la definición de concentración en gramos litro dada, la disolución a preparar contendrá 15 g de sal común en 1 litro de disolución. Calculo la cantidad de sal que contendrán los 150 cm de disolución: g/l 150 cm disolución 15 g sal 1000 cm disolución 2,25 g de sal Para preparar la disolución sigo los siguientes pasos: Se pesan 2,25 g de sal. En un vaso se echa una cantidad de agua inferior a 150 cm y se disuelve la sal en el agua. Se completa con agua hasta los 150 cm

8 Ejercicio 5: Tenemos una disolución de HCl de concentración 5 % (d = 1,18 g/cm). Determinar el volumen que se debe tomar si se desea que contenga 10,5 g de HCl % peso 100g disolución 1cm disol 10.5 g HCl 5. g disolución 1.18g disol 24.4 cm disolución % volumen Ejercicio 6: Qué porcentaje en volumen tendrá una disolución obtenida disolviendo 80 ml de metanol en 800 ml de agua?. Suponer los volúmenes aditivos Volumen % volumen disolución ml alcohol 880 ml disolución 880 ml %

9 Ejercicio 7: Se dispone de ácido nítrico del 70 % (d = 1,41 g/cm ) y se desea preparar 250 cm de una disolución 2,5 M. Indicar cómo se procedería Solución: Primero calculamos la cantidad de soluto (HNO ) necesario para preparar 250 cm de disolución de concentración 2,5 M 2,5 moles HNO. 0,625 moles HNO 1000 cm disol. 250 cm disol 6,0 g HNO 0,625 moles HNO 1 mol HNO 9,4 g HNO Molaridad Calculamos ahora el volumen de ácido del 70% que contenga esa cantidad de HNO 9,4 g HNO 100 g ácido 70 g HNO 1cm ácido. 1,41 g ácido 9,9 cm ácido Para preparar la disolución deberemos medir 9,9 cm de ácido del 70 %, echar agua (unos 150 cm ) en un matraz aforado de 250 cm y verter el ácido sobre el agua. A continuación añadir más agua hasta completar los 250 cm

10 Ejercicio 8: Se disuelven 2g de alcohol etílico (C 2 H 6 O) en 6g de agua. Halla la fracción molar de cada componente. Solución: Calculamos las masas molares de cada componente (soluto y disolvente) M s (C 2 H 6 O) = ( ) g/mol = 46 g/mol M d (H 2 O) = ( ) g/mol = 18 g/mol Calculamos el número de moles de cada componente: 1mol 1mol 2g alcohol 0.5 moles alcohol ; 6g agua 2 46g 18g Calculamos el número de moles de cada componente: 0.5 X s 0.2 X X 2 X d d moles agua

11 Ejercicio 9: Se dispone de una botella de ácido nítrico del 70% (d = 1,41 g/cm) y se desea preparar 250 cm de una disolución 2,5 M. Indicar cómo se procedería Solución: Primero calculamos la cantidad de soluto (HNO ) necesario para preparar 250 cm de disolución de concentración 2,5 M Masa molecular: M (HNO ) = ( ) = 6 u 2.5moles HNO 6 g HNO 250cm dlon 9.4g HNO 1000cm dlon 1mol HNO Calculamos ahora el volumen de ácido del 70% que contenga la cantidad determinada de HNO 100 g ácido 1cm ácido 9.4g HNO g HNO 1.41g ácido 9 cm ácido

12 Continuación Una vez calculadas las cantidades necesarias, procedemos a preparar la disolución: En primer lugar deberemos medir 9,9 cm del ácido del 70 % A continuación echar agua (unos 150 cm) en un matraz aforado de 250 cm y verter el ácido sobre el agua. Por último añadir más agua con cuidado (con ayuda de una pipeta) hasta completar los 250 cm Enrasado