CONCENTRACIÓN MOLAR Y NORMAL

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1 PROBLEMAS INICIALES DE PRÁCTICA CONCENTRACIÓN MOLAR Y NORMAL Pregunta 1 Qué significa una disolución con una concentración 0.3 M? Respuesta: 0.3 moles de una sustancia en 1 litro de disolución. Pregunta 2 Qué significa una disolución de NaOH con una concentración 1 M? Respuesta: 1 mol en 1 litro de disolución. Pregunta 3 Cuál es la masa en gramos de 1 mol de NaOH? Respuesta: 40 gramos Pregunta 4 Cuántas moles de NaOH se requieren para preparar 0.5 L de disolución con concentración 1 M? Respuesta: 0.5 moles Problema 1 Cuántas moles de NaOH se requieren para preparar 0.5 L de una disolución con concentración 0.5 M? Se toma en cuenta la concentración 0.5 mol 1 litro X 0.5 litros X = 0.25 moles Problema 2 Cuántos gramos de NaOH se requieren para preparar 0.5 L de una disolución con concentración 0.5 M? Se toma en cuenta la concentración 0.5 mol 1 litro X 0.5 litros X = 0.25 moles La masa de 1 mol de NaOH en gramos 1 mol de NaOH 40 gramos 0.25 moles X gramos X = 10 gramos PROBLEMAS DE MOLARIDAD Preparación de disoluciones con una molaridad específica: Preparación de soluciones a partir de sustancias sólidas puras Preparación de disoluciones a partir de sustancias sólidas impuras Preparación de disoluciones a partir de sustancias líquidas impuras Cálculo de la concentración molar de disoluciones Cálculo de la concentración de una disolución preparada a partir de sustancias sólidas puras Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias sólidas impuras Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias líquidas impuras PROBLEMAS DE NORMALIDAD Preparación de disoluciones con una concentración específica Preparación de soluciones a partir de sustancias sólidas puras Preparación de disoluciones a partir de sustancias sólidas impuras Preparación de disoluciones a partir de sustancias líquidas impuras Cálculo de la concentración de disoluciones Cálculo de la concentración de una disolución preparada a partir de sustancias sólidas puras Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias sólidas impuras Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias líquidas impuras 1

2 PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES CON UNA MOLARIDAD ESPECÍFICA Preparación de disoluciones a partir de sustancias sólidas puras Calcula cuántos gramos de NaCl son necesarios para preparar 600 ml de una disolución con una concentración de 0.7 M Paso 1 Transformar los mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial esté en litros) 600 ml 1 L x Paso 2 Anotar el significado de la concentración a preparar 0.7 mol 1 L Paso 3 Escribir la masa molar de la sustancia 58 g NaCl 1 mol Paso 4 Juntando los pasos 1, 2 y ml 1 L 0.7 mol 58 g NaCl x x x 1 L 1 mol Paso 5 Resolver las operaciones 600mL x 1L x 0.7 mol x 58 g = g x 1 L x 1 mol Paso 6. Resultado Cantidad necesaria para preparar la disolución 24.36g 1ra serie de problemas 1. Calcula cuántos gramos de sulfato de sodio son necesarios para preparar 750 ml de una disolución con una concentración de 0.3 M 2. Calcula cuántos gramos de hidróxido de calcio son necesarios para preparar 1.5 L de una disolución con una concentración de 0.05 M 3. Calcula cuántos gramos de Fe(OH) 3 son necesarios para preparar 500 ml de una disolución con una concentración de 1.3 M 2

3 Preparación de disoluciones a partir de sustancias sólidas impuras Calcula cuántos gramos de Na 2 SO 4 con una pureza del 85% son necesarios para preparar 300 ml de una disolución con una concentración de 0.6 M Paso 1 Transformar los mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial esté en litros) 300 ml 1 L x Paso 2 Anotar el significado de la concentración a preparar Paso 3 Escribir la masa molar de la sustancia 142g puros Na 2 SO 4 1 mol Paso 4 Tomar en cuenta la pureza 100g impuros Na 2 SO 4 85g puros Na 2 SO 4 Paso 5 Juntar los pasos 1, 2, 3 y mol 1 L 300 ml 1 L 0.6 mol 142g puros Na 2 SO 4 100g impuros Na 2 SO 4 x x x x 1 L 1 mol 85g puros Na 2 SO 4 Paso 6 Realizar las operaciones 300 ml x 1 L x 0.6 mol x 142g puros x 100g impuros = 30.1 gramos x 1 L x 1 mol x 85g puros Paso 7. Resultado La cantidad necesaria para preparar la disolución es 30.1 gramos 2da serie de problemas 1. Calcula cuántos gramos de sulfato de sodio con una pureza del 80% son necesarios para preparar 750 ml de una disolución con una concentración de 0.3 M 2. Calcula cuántos gramos de hidróxido de calcio con una pureza de 40% son necesarios para preparar 1.5 L de una disolución con una concentración de 0.05 M 3. Calcula cuántos gramos de Fe(OH) 3 con una pureza de 75% son necesarios para preparar 500 ml de una disolución con una concentración de 1.3 M 3

4 Preparación de disoluciones a partir de sustancias líquidas impuras Calcula los mililitros de ácido nítrico (HNO 3 ) con una pureza de 75 % y una densidad de 1.4 g/ml se necesitan para preparar 600 ml de una disolución 1.5 M Paso 1 Transformar los mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial esté en litros) 600 ml 1 L x Paso 2 Anotar el significado de la concentración a preparar 1.5 mol 1 L Paso 3 Anotar la masa molar de la sustancia Paso 4 Tomar en cuenta la pureza: 63 g HNO 3 (puros) 1 mol HNO g HNO 3 (impuros) 75 g HNO 3 (puros) Paso 5 Cambiar de gramos a mililitros por medio de la densidad 1 ml HNO 3 (impuros) 1.4 g HNO 3 (impuros) Paso 6 Juntar los pasos 1, 2, 3, 4 y ml 1 L 1.5 mol HNO 3 63g (puros) HNO 3 100g (impuros) HNO 3 1 ml (impuros) x x x x x 1 L 1 mol HNO 3 75 g (puros) HNO g (impuros) HNO 3 Paso 7 Realizar las operaciones 600 ml x 1 L x 1.5 mol x 63g (puros) x 100g (impuros) x 1 ml (impuros) = 54 ml x 1 L x 1 mol x 75 g (puros) x 1.4 g (impuros) Paso 8 Resultado La cantidad necesaria para preparar la disolución es 54 ml 3ra serie de problemas 1. Calcula los mililitros de ácido nítrico con una pureza de 50 % y una densidad de 1.3 g/ml se necesitan para preparar 500 ml de una disolución 0.06 M 2. Calcula los mililitros de ácido sulfúrico con una pureza de 85 % y una densidad de 1.8 g/ml se necesitan para preparar 1 L de una disolución 1.5 M 3. Calcula los mililitros de HCl con una pureza de 29.6% y una densidad de 1.15 g/ml se necesitan para preparar 750 ml de una disolución 0.7 M 4

5 CÁLCULO DE LA CONCENTRACIÓN MOLAR DE DISOLUCIONES Cálculo de la concentración de una disolución preparada a partir de sustancias sólidas puras Calcula la molaridad de 30 gramos de NaOH disueltos en 750 ml de disolución. Paso1. Colocar los gramos de soluto entre el volumen conocido 30 g NaOH 750 ml Paso 2. Anotar la masa molar de la sustancia 1 mol NaOH 40 g NaOH Paso 3. Transformar mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial esté en litros) Paso 4. Juntando los pasos 1, 2 y 3 1L 30 g NaOH 1 mol NaOH x x 750 ml 40 g NaOH 1 L Paso 5. Solución de las operaciones 30g x 1 mol x 1000mL = 1 mol / L 750 ml x 40g x 1L Paso 6. Resultado Concentración de la disolución 1 M 4ta serie de problemas 1. Calcula la molaridad de 45 gramos de NaOH disueltos en 250 ml de disolución. 2. Calcula la molaridad de 200 gramos de MgSO 4 disueltos en 2 L de disolución. 3. Calcula la molaridad de 100 gramos de Fe(OH) 2 disueltos en 250 ml de disolución. 4. Una alumna de Química quería preparar una disolución con un lindo color verde, para obtenerlo, la alumna colocó en un matraz aforado con capacidad de 250 ml, 5 gramos de cloruro de cobre (II), y agregó agua hasta la marca de aforo. Calcula la concentración de la solución que preparó esta alumna. 5

6 Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias sólidas impuras Calcular la molaridad de una solución que contiene 20 gramos de bicarbonato de sodio (NaHCO 3 ) con una pureza de 90 % en 500 ml de disolución. Paso 1 Colocar los gramos impuros disueltos entre el volumen conocido 20 g NaHCO 3 (impuros) 500 ml Paso 2 Tomar en cuenta la pureza para saber los gramos puros que se colocaron 90g NaHCO 3 (puros) 100 g NaHCO 3 (impuros) Paso 3 Anotar la masa molar de la sustancia 1 mol NaHCO 3 84g NaHCO 3 (puros) Paso 4 Transformar los mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial esté en litros) Paso 5 Juntar los pasos 1, 2, 3 y 4 1L 20 g NaHCO 3 (impuros) 90g NaHCO 3 (puros) 1 mol NaHCO 3 x x x 500 ml 100 g NaHCO 3 (impuros) 84g NaHCO 3 (puros) 1L Paso 6 Resolver las operaciones 20 g (impuros) x 90g (puros) x 1 mol x = 0.43 mol/l 500 ml x 100 g (impuros) x 84g (puros) x 1L Paso 7. Resultado La concentración de la disolución es de 0.43 M 5ta serie de problemas 1. Calcula la molaridad de 45 gramos de NaOH con una pureza del 78% disueltos en 250 ml de disolución. 2. Calcula la molaridad de 200 gramos de MgSO 4 con una pureza del 50% disueltos en 2 L de disolución. 3. Calcula la molaridad de 100 gramos de Fe(OH) 2 con una pureza del 90% disueltos en 250 ml de disolución. 4. Tu compañero de trabajo y tú querían preparar 100 ml de una disolución de Na 2 SO 4 con concentración 0.5 molar, quedaron que tu compañero hacia los cálculos y que tu preparabas la solución. Tu compañero te dijo que agregaras 7.1 gramos, pero no tomó en cuenta que el sulfato de sodio utilizado tenía una pureza del 85%. Cuál es la concentración real de la disolución? Cuánto debiste pesar para preparar la solución requerida? 6

7 Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias líquidas impuras Calcula la molaridad de una disolución que contiene 80 ml de ácido nítrico (HNO 3 ) con una pureza de 70 % y una densidad de 1.4 g/ml en 750 ml de disolución Paso 1 Escribe los mililitros agregados entre el volumen total 80 ml de HNO 3 (impuros) 750 ml Paso 2 Usar la densidad para transformar los mililitros a gramos del ácido 1.4 g HNO 3 (impuros) 1 ml HNO 3 (impuros) Paso 3 Tomar en cuenta la pureza para saber los gramos puros de ácido que se colocaron 70 g de HNO 3 (puros) 100 g HNO 3 (impuros) Paso 4 Anotar la masa molar de la sustancia 1 mol HNO 3 63g HNO 3 (puros) Paso 5 Transformar los mililitros a litros 1L Paso 6 Juntar los pasos 1, 2, 3, 4, 5 y 6 80mL (impuros) HNO 3 1.4g (impuros) HNO 3 70g (puros) HNO 3 1mol HNO 3 x x x x 750 ml 1 ml (impuros) HNO g (impuros) HNO 3 63g (puros) HNO 3 1L Paso 7 Realizar las operaciones 80mL (impuros) x 1.4g (impuros) x 70g (puros) x 1mol x = 1.66 moles / litro 750 ml x 1 ml (impuros) x 100 g (impuros) x 63g (puros) x 1L Paso 8 Resultado La concentración de la disolución es 1.66 M 6ta serie de problemas 1. Calcula la molaridad de 18 ml de HCl con una pureza de 34% y una densidad de 1.2 g/ml disueltos en 500 ml de disolución. 2. Calcula la molaridad de 100 ml de HCl con una pureza de 29.6% y una densidad de 1.15 g/ml disueltos en 1 L de disolución. 3. Calcula la molaridad de 1.4 ml de HCl con una pureza de 20% y una densidad de 1.1 g/ml disueltos en 250 ml de disolución. 4. Un maestro de Química le encargó a un amigo que le preparara 250 ml una disolución 0.6 M de ácido clorhídrico. Para lo cual le dejó las cantidades a agregar. Sin embargo el amigo no entendió bien y en vez de aforar a 250 ml, colocó la cantidad indicada del ácido y le agregó 250 ml Explica con tus palabras si la disolución está bien preparada 7

8 NORMALIDAD Se realiza una lluvia de ideas para llegar a la definición: Número de equivalentes Normalidad (N) = litro de solución Se prosigue con la lluvia de ideas con la finalidad de entender que es un equivalente, para llegar a lo siguiente: Ácidos: Masa de un mol de moléculas o de unidades fórmula de la sustancia 1 equivalente = número de iones hidrógeno en la fórmula del ácido Hidróxidos: Masa de un mol de moléculas o de unidades fórmula de la sustancia 1 equivalente = número de iones hidróxido en la fórmula Otros tipos de compuestos Masa de un mol de moléculas o de unidades fórmula de la sustancia 1 equivalente = número de cargas positivas totales o número de cargas negativas totales Se prosigue con el cálculo de equivalentes Problema 1 Calcula el cuántos gramos forman un equivalente de NaOH El hidróxido de sodio es un hidróxido, por lo que Masa de un mol de moléculas o de unidades fórmula de la sustancia 1 equivalente = número de iones hidróxido en la fórmula La masa de un mol de NaOH es de 40 gramos, de donde: 40 gramos 1 equivalente = = 40 gramos 1 Problema 2 Calcula el cuántos gramos forman un equivalente de H 2 SO 4 El ácido sulfúrico es un ácido, por lo que Masa de un mol de moléculas o de unidades fórmula de la sustancia 1 equivalente = número de iones hidrógeno en la fórmula del ácido La masa de un mol de H 2 SO 4 es de 98 gramos, por lo que 98 gramos 1 equivalente = = 49 gramos 2 8

9 Problema 3 Calcula el cuántos gramos forman un equivalente de Na 2 SO 4 La fórmula a utilizar Masa de un mol de moléculas o de unidades fórmula de la sustancia 1 equivalente = número de cargas positivas totales o número de cargas negativas totales El sulfato de sodio está formado por: Iones positivos (cationes) Iones negativos (aniones) 2 iones Na + 1 ion SO 2- Cargas totales 2 positivas 2 negativas La masa de un mol de Na 2 SO 4 es de 142 gramos, por lo que: 142 gramos 1 equivalente = = 71 gramos 2 Problema 4 Calcula el cuántos gramos forman un equivalente de Fe 2 (SO 4 ) 3 Fórmula a utilizar Masa de un mol de moléculas o de unidades fórmula de la sustancia 1 equivalente = número de cargas positivas totales o número de cargas negativas totales El sulfato de hierro (III) está formado por: Iones positivos (cationes) Iones negativos (aniones) 2 iones Fe 3+ 3 ion SO 2- Cargas totales 6 positivas 6 negativas La masa de un mol de Fe 2 (SO 4 ) 3 es de 400 gramos, por lo que: 400 gramos 1 equivalente = = gramos 6 Problema 5 Completa la siguiente tabla: Sustancia Nombre Masa de 1 mol (gramos) Se divide entre Masa de 1 equivalente H 3 PO 4 MgCl 2 Ag 2 O Ca(OH) 2 Al 2 (CO 3 ) 3 Una vez que los estudiantes pueden contestar la tabla anterior se prosigue con la exposición. Para continuar hay que entender que significa una concentración normal. Problema 6 Qué significa una disolución con concentración 0.3 N? 0.3 equivalentes en un litro de solución, lo que es lo mismo: 0.3 equivalentes de la sustancia 0.3 N = Litro de disolución 9

10 Problema 7 Qué significa una disolución 1.5 N? 1.5 equivalentes en un litro de solución, lo que es lo mismo 1.5 equivalentes de la sustancia 1.5 N = Litro de disolución A continuación se plantean problemas para obtener fracciones de un equivalente. Problema 8 Completa la siguiente tabla: Sustancia Masa de 1 mol (gramos) Se divide entre Masa para 1 equivalente Número de equivalentes Masa de los equivalentes (gramos) H 3 PO MgCl 2 45 FeCl Ag 2 O 100 Ca(OH) Al 2 (CO 3 ) Fe 2 O Preparación de disoluciones con una concentración específica Preparación de soluciones a partir de sustancias sólidas puras Preparación de disoluciones a partir de sustancias sólidas impuras Preparación de disoluciones a partir de sustancias líquidas impuras Cálculo de la concentración de disoluciones Cálculo de la concentración de una disolución preparada a partir de sustancias sólidas puras Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias sólidas impuras Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias líquidas impuras 10

11 PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES CON UNA CONCENTRACIÓN ESPECÍFICA: Preparación de disoluciones a partir de sustancias sólidas puras Calcula cuántos gramos de KCl son necesarios para preparar 750 ml de una disolución con una concentración de 1.5 N Se calcula la masa de un equivalente de KCl 74 gramos 1 equivalente de KCl = = 74 gramos 1 Paso 1 Transformar los mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial sea en litros) Paso 2 Anotar el significado de la concentración a preparar Paso 3 Escribir la masa de un equivalente de la sustancia 750 ml X 1 L. 1.5 equivalentes 1 L 74 g KCl 1 equivalente Paso 4 Juntando los pasos 1, 2 y ml 1 L 1.5 equivalentes 74 g KCl x x x 1 L 1 equivalente Paso 5 Resolver las operaciones Paso 6. Resultado 7a serie de problemas 750 ml x 1L x 1.5 equivalente x 74 g = g x 1 L x 1 equivalente Cantidad necesaria para preparar la disolución g 1. Calcula cuántos gramos de sulfato de sodio son necesarios para preparar 750 ml de una disolución con una concentración de 0.3 N 2. Calcula cuántos gramos de hidróxido de calcio son necesarios para preparar 1.5 L de una disolución con una concentración de 0.05 N 3. Calcula cuántos gramos de Fe(OH) 3 son necesarios para preparar 500 ml de una disolución con una concentración de 1.3 N 11

12 Preparación de disoluciones a partir de sustancias sólidas impuras Calcula cuántos gramos de CaSO 4 con una pureza del 70% son necesarios para preparar 500 ml de una disolución con una concentración de 0.9 N Se calcula la masa de un equivalente de CaSO gramos 1 equivalente de CaSO 4 = = 68 gramos 2 Paso 1 Transformar los mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial esté en litros) 500 ml 1 L x Paso 2 Anotar el significado de la concentración a preparar 0.9 equivalentes 1 L Paso 3 Escribir la masa para un equivalente 68 g (puros) CaSO 4 1 equivalente Paso 4 Tomar en cuenta la pureza Paso 5 Juntar los pasos 1, 2, 3 y g (impuros) CaSO 4 70 g (puros) CaSO ml 1 L 0.9 equivalentes 68 g (puros) CaSO 4 100g (impuros) CaSO 4 x x x x 1 L 1 equivalente 70 g (puros) CaSO 4 Paso 6 Realizar las operaciones 500 ml x 1 L x 0.9 equivalentes x 68g (puros) x 100g (impuros) = gramos x 1 L x 1 mol x 70 g (puros) Paso 7. Resultado La cantidad necesaria para preparar la disolución es gramos 8a serie de problemas 1. Calcula cuántos gramos de sulfato de sodio con una pureza del 80% son necesarios para preparar 750 ml de una disolución con una concentración de 0.3 N 2. Calcula cuántos gramos de hidróxido de calcio con una pureza de 40% son necesarios para preparar 1.5 L de una disolución con una concentración de 0.05 N 3. Calcula cuántos gramos de Fe(OH) 3 con una pureza de 75% son necesarios para preparar 500 ml de una disolución con una concentración de 1.3 N 12

13 Preparación de disoluciones a partir de sustancias líquidas impuras Calcula los mililitros de ácido nítrico (HNO 3 ) con una pureza de 70 % y una densidad de 1.4 g/ml se necesitan para preparar 600 ml de una disolución 1.5 N Se calcula la masa de un equivalente de HNO 3 63 gramos 1 equivalente de HNO 3 = = 63 gramos 1 Paso 1 Transformar los mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial esté en litros) 600 ml 1 L x Paso 2 Anotar el significado de la concentración a preparar 1.5 equivalentes 1 L Paso 3 Escribir la masa para un equivalente 63 g (puros) HNO 3 1 equivalente de HNO 3 Paso 4 Tomar en cuenta la pureza: 100 g (impuros) HNO 3 70 g (puros) HNO 3 Paso 5 Cambiar de gramos a mililitros por medio de la densidad 1 ml (impuros) HNO g (impuros) HNO 3 Paso 6 Juntar los pasos 1, 2, 3, 4 y ml 1 L 1.5 mol 63g (puros) HNO 3 100g (impuros) HNO 3 1 ml (impuros) HNO 3 x x x x x 1 L 1 equivalente HNO 3 70 g (puros) HNO g (impuros) HNO 3 Paso 7 Realizar las operaciones 600 ml x 1 L x 1.5 mol x 63g (puros) x 100g (impuros) x 1 ml (impuros) = ml x 1 L x 1 mol x 70 g (puros) x 1.4 g (impuros) Paso 8. Resultado La cantidad necesaria para preparar la disolución es ml 9a serie de problemas 1. Calcula los mililitros de ácido nítrico con una pureza de 50 % y una densidad de 1.3 g/ml se necesitan para preparar 500 ml de una disolución 0.06 N 2. Calcula los mililitros de ácido sulfúrico con una pureza de 85 % y una densidad de 1.8 g/ml se necesitan para preparar 1 L de una disolución 1.5 M 3. Calcula los mililitros de HCl con una pureza de 29.6% y una densidad de 1.15 g/ml se necesitan para preparar 750 ml de una disolución 0.7 N 13

14 CÁLCULO DE LA CONCENTRACIÓN DE DISOLUCIONES Cálculo de la concentración de una disolución preparada a partir de sustancias sólidas puras Calcula la normalidad de 30 gramos de NaOH disueltos en 750 ml de disolución. Encontrar la masa de un equivalente de NaOH 40 gramos 1 equivalente de NaOH = = 40 gramos 1 Paso1. Colocar los gramos de soluto entre el volumen deseado 30 g NaOH 750 ml Paso 2 Escribir la masa para un equivalente 1 equivalente NaOH 40 g Paso 3. Transformación de mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial se encuentre en litros) 1L Paso 4. Juntando los pasos 1, 2 y 3 30 g NaOH 1 equivalente NaOH x x 750 ml 40 g NaOH 1 L Paso 5. Solución de las operaciones 30g x 1 equivalente x 1000mL = 1 equivalente / L 750 ml x 40g x 1L Paso 6. Resultado Concentración de la disolución 1 Normal = 1 N 10a serie de problemas 1. Calcula la normalidad de 45 gramos de NaOH disueltos en 250 ml de disolución. 2. Calcula la normalidad de 200 gramos de MgSO 4 disueltos en 2 L de disolución. 3. Calcula la normalidad de 100 gramos de Fe(OH) 2 disueltos en 250 ml de disolución. 4. Una alumna de Química quería obtener una disolución con un lindo color morado, para obtenerlo, la alumna colocó en un matraz aforado con capacidad de 100 ml, 5 gramos de permanganato de potasio, y agregó agua hasta la marca de aforo. Calcula la concentración de la solución que preparó esta alumna. 14

15 Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias sólidas impuras Calcular la normalidad de una solución que contiene 20 gramos de bicarbonato de sodio (NaHCO 3 ) con una pureza de 90 % en 500 ml de disolución. Calcular la masa de un equivalente de NaHCO 3 84 gramos 1 equivalente de KCl = = 42 gramos 2 Paso 1 Colocar los gramos impuros disueltos entre el volumen conocido 20 g NaHCO 3 (impuros) 500 ml Paso 2 Tomar en cuenta la pureza para saber los gramos puros que se colocaron 90 g NaHCO 3 (puros) 100 g NaHCO 3 (impuros) Paso 3 Escribir la masa para un equivalente 1 equivalente NaHCO 3 42 g NaHCO 3 (puros) Paso 4 Transformar los mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen esté en litros) 1L Paso 5 Juntar los pasos 1, 2, 3 y 4 20 g NaHCO 3 (impuros) 90g NaHCO 3 (puros) 1 equivalente NaHCO 3 x x x 500 ml 100 g NaHCO 3 (impuros) 42 g NaHCO 3 (puros) 1L Paso 6 Resolver las operaciones 20 g (impuros) x 90g (puros) x 1 mol x = 0.86 equivalentes / L 500 ml x 100 g (impuros) x 42 g (puros) x 1L Paso 7. Resultado La concentración de la disolución es de 0.86 N 11a serie de problemas 1. Calcula la normalidad de 45 gramos de NaOH con una pureza del 78% disueltos en 250 ml de disolución. 2. Calcula la normalidad de 200 gramos de MgSO 4 con una pureza del 50% disueltos en 2 L de disolución. 3. Calcula la normalidad de 10 gramos de Fe(OH) 2 con una pureza del 90% en 250 ml de disolución. Tu compañero de trabajo y tú querían preparar 100 ml de una disolución de Na 2 SO 4 con concentración 0.5 normal, quedaron que tu compañero hacia los cálculos y que tu preparabas la solución. Tu compañero te dijo que agregaras 3.55 gramos, pero no tomó en cuenta que el sulfato de sodio utilizado tenía una pureza del 85%. Cuál es la concentración real de la disolución? Cuánto debiste pesar para preparar la solución requerida? 15

16 Cálculo de la concentración de una disolución a partir de sustancias líquidas impuras Calcula la normalidad de una disolución que contiene 80 ml de ácido nítrico (HNO 3 ) con una pureza de 70 % y una densidad de 1.4 g/ml en 750 ml de disolución Paso 2 Escribir los mililitros agregados de la sustancia entre el volumen total de la disolución 80 ml (impuros) de HNO ml Paso 3 Usar la densidad para transformar los mililitros a gramos del ácido 1.4 g (impuros) HNO 3 1 ml (impuros) HNO 3 Paso 4 Tomar en cuenta la pureza para saber los gramos puros de ácido que se colocaron 70 g (puros) de HNO g (impuros) HNO 3 Paso 5 Anotar la masa molar de la sustancia 1 mol HNO 3 63g HNO 3 (puros) Paso 6 Transformar los mililitros a litros 1L Paso 7 Juntar los pasos 1, 2, 3, 4, 5 y 6 80mL (impuros) HNO 3 1.4g (impuros) HNO 3 70g (puros) HNO 3 1 mol HNO mL x x x x 750 ml 1 ml (impuros) HNO g (impuros) HNO 3 63g (puros) HNO 3 1L Paso 6 Realizar las operaciones 80mL (impuros) x 1.4g (impuros) x 70g (puros) x 1mol x = 1.66 equivalentes / litro 750 ml x 1 ml (impuros) x 100 g (impuros) x 63g (puros) x 1L Paso 7 Resultado La concentración de la disolución es 1.66 N 12a serie de problemas 1. Calcula la normalidad de 18 ml de HCl con una pureza de 34% y una densidad de 1.2 g/ml disueltos en 500 ml de disolución. 2. Calcula la normalidad de 100 ml de HCl con una pureza de 29.6% y una densidad de 1.15 g/ml disueltos en 1 L de disolución. 3. Calcula la normalidad de 1.4 ml de HCl con una pureza de 20% y una densidad de 1.1 g/ml disueltos en 250 ml de disolución. 4. Un maestro de Química le encargó a un amigo que le preparara 250 ml una disolución 0.6 N de ácido sulfúrico. Para lo cual le dejó las cantidades a agregar. Sin embargo el amigo no entendió bien y en vez de aforar a 250 ml, colocó la cantidad indicada del ácido y le agregó 250 ml Explica si la disolución está bien preparada. 16

17 ANEXO Se define mol con ayuda de lo que recuerden los estudiantes para llegar a la definición (no necesariamente con las mismas palabras): Mol es la cantidad de sustancia que contiene 6.02 x de partículas unitarias. Se explica que los químicos tenemos el problema de no contar con algún aparato que cuente partículas para saber cuántas moles tenemos. Eso es, si los químicos necesitamos un mol de hierro, no contamos 6.02 x átomos de hierro, por ello se utiliza una relación entre gramos y mol, para entender este concepto se utiliza la siguiente analogía, con ayuda de algunos dibujos: Una docena de manzanas y una docena de cacahuates tienen la misma cantidad, sin embargo su peso es diferente. De la misma manera: Un mol de átomos hierro Un mol de átomos de aluminio x átomos de hierro x átomos de aluminio Peso: g Peso: g Se les pide en este momento que tengan su tabla periódica a la mano y localicen al hierro y al aluminio y comparen los valores con los que se encuentran hay. Continúa la exposición, dando los datos siguientes: para establecer la masa de 1 mol de un elemento o compuesto, basta con sumar las masas atómicas de todos los átomos o bien expresar la masa del átomo que representan la fórmula y expresar esa cantidad en gramos en vez de unidades de masa atómica. La masa de un mol de cualquier sustancia expresada en gramos se llama masa molar. Problema 1 Establece la masa molar para el hidrógeno (H 2 ) Masa atómica de H 1 x 2 = 2 uma Masa molar = 2 gramos/mol Problema 2 Calcula la masa molar del cloruro de potasio, KCl Elemento Masa atómica Masa número de Número de átomos (uma) atómica X átomos Total K x Cl x Peso fórmula uma Masa molar g/mol Problema 3. Completa la tabla siguiente Sustancia Al N 2 O 2 NaCl HCl MgCl 2 FeCl 3 Ag 2 O Fe 2 O 3 NaOH Cu(OH) 2 Al 2 (SO 4 ) 3 Nombre Masa molar (gramos / mol) Masa de 1 mol (gramos) 17

18 Una vez que los alumnos han colocado sus respuestas, se prosigue a resolver cada ejemplo. Con este ejercicio se trata de comprobar que todos los alumnos puedan realizar este ejercicio, si es necesario se repite la explicación. Ya que los alumnos pueden contestar la tabla anterior, se pasa a la siguiente serie de ejercicios Problema 4 Calcula cuántos gramos pesan 0.5 mol de NaOH 1.0 mol de NaOH 40 gramos 0.5 mol de NaOH X 40 gramos de NaOH x 0.5 mol de NaOH X = = 20 gramos equivalen a 0.5 mol de NaOH 1 mol de NaOH Problema 5 Calcula la cantidad en moles de 100 gramos de NaOH 1 mol de NaOH 40 gramos de NaOH X mol de NaOH 100 gramos de NaOH 1 mol de NaOH x 100 gramos de NaOH X = = 2.5 moles de NaOH 40 gramos de NaOH Problema 6. Completa la tabla siguiente Sustancia Nombre Masa Molar (gramos/mol) Masa de 1 mol (gramos) Número de moles Masa del número de moles (gramos) Al 0.03 Fe 90 N O 2 19 NaCl 3 HCl 100 MgCl FeCl 3 35 Ag 2 O 0.6 Fe 2 O 3 42 NaOH 2.5 Cu(OH) Al 2 (SO 4 ) Nota: se utilizan los datos de la tabla anterior, agregando sólo las dos últimas columnas, esto se hace con la idea de que el alumno observe como se van obteniendo los resultados a partir de los anteriores. Una vez que los alumnos ya pueden resolver los ejercicios anteriores se prosigue con la exposición del tema. 18