Se mezclan 400 ml de ácido fosfórico 6N con 400 mL de disolución 2M de la misma sustancia y 200 mL de agua destilada. ¿Cuál es la molaridad de la disolución resultante(mezcla)?
Respuestas
La molaridad de la disolución resultante es 1.6 M.
Explicación:
La molaridad y la normalidad representan diferentes formas de expresar la concentración de una solución. Para determinar la molaridad se utiliza la siguiente expresión:
Molaridad (M) = moles de soluto/ litros de solución
La normalidad se puede determinar como:
Normalidad (N)= n°EQ (equivalentes-gramo)/ litros de solución
Por otra parte cuando se tiene una mezcla, la molaridad de esta, cuando se asume que los volúmenes son aditivos, es:
M= (n1+n2)/ (V1+V2)
Dónde:
n1 y n2 son las moles de soluto presentes en la soluciones 1 y 2.
V1 y V2 son los volúmenes de cada una se las soluciones.
Para la solución 1 se tiene:
A partir de la definición de normalidad: n°EQ= (6)(0.4) = 2.4
n°EQ= masa soluto / equivalente(EQ)
EQ de un ácido = peso molecular / n° de H+
MW H3PO4= 97.99 g/mol
EQ= 97.99/3 = 32.67
masa soluto= n°EQ*EQ = 2.4 (32.67)= 78.41 g
moles de H3PO4= 78.41 g * (1 mol / 97.99 g) = 0.8 mol = n1
Para la solución 2:
M= 2 mol/L
moles de H3PO4= 2 mol/L * 0.4 L = 0.8 mol = n2
Para la mezcla:
M= (0.8 + 0.8) / (0.4 + 0.4) = 2 M
Finalmente, al adicionar agua se presenta una dilución de la solución anterior, donde varía el volumen del solvente pero no la cantidad de soluto.
moles de H3PO4= 1.6 mol
volumen inicial = 0.8 L
volumen final= 0.8 + 0.2 = 1 L
Nueva molaridad:
M= 1.6 mol / 1 L= 1.6 M