Question

La densidad del acetonitrilo (CH3CN) es de 0.786 g/mL y la densidad del metanol (CH3OH) es de 0.791 g/mL. Se prepara una disolucion al disolver 22.5 mL de etanol en 98.7 mL de CH3CN
a) ¿Cual es la fraccion molar del metanol en la disolucion?
b) ¿Cual es la molalidad en la disolucion?
c) Asumiendo que ls volumenes son aditivos, ¿Cual es la molaridad del CH3OH en la disolucion?

Answer 1

Se tiene una disolución de metanol en acetonitrilo y, conociendo volumen de cada componente, se calcula la concentración de la disolución expresada en diferentes unidades requeridas. Los resultados obtenidos son:

a) Fracción Molar de metanol en la disolución= 0,2285

b) Molalidad = 7,21 mol metanol / kg acetonitrilo

c) Molaridad = 4,62 mol de metanol/ L de solución

Disolución:   22,5 ml de metanol (CH₃OH) en 98,7 ml de acetonitrilo (CH₃CN)

Soluto:  metanol

Solvente: acetonitrilo

Densidad del metanol:  0,791 g/ml

Densidad del acetonitrilo: 0,786 g/ml

a) Fracción molar de metanol = moles de metanol / moles de disolución

  moles de disolución = moles de metanol + moles de acetonitrilo

  moles  metanol = gramos metanol / Peso molecular metanol (a)

  moles  acetonitrilo = gramos acetonitrilo / Peso molecular acetonitrilo (b)

  Peso molecular de metanol = 32,04 g/mol

  Peso molecular de acetonitrilo = 41,05 g/mol

Necesitamos calcular los gramos de metanol y gramos de acetonitrilo. Para esto, usamos la densidad y tenemos que:

Densidad = masa / volumen

masa = densidad × volumen

masa de metanol = 0,791 g/ml × 22,5 ml =  17,8 g

masa de acetonitrilo =  0,786 g/ml × 98,7 ml =  77,58 g

Ahora, podemos calcular los moles de metanol y acetonitrilo, usando las ecuaciones (a) y (b) :

moles metanol = 17,8 g / 32,04 g/mol  =  0,56 mol

moles acetonitrilo = 77,58 g / 41,05 g/mol  = 1,89 mol

Ahora, calculamos Fracción Molar del metanol en la disolución:

Fracción Molar = 0,56 / (0,56 + 1,89)

Fracción Molar = 0,2285

b) Molalidad se define como: moles de soluto / Kg de solvente, o sea que en este caso:

Molalidad = moles de metanol / kg de acetonitrilo

Molalidad = 0,56 mol / (77,58 × 10 ⁻³) kg

Molalidad = 7,21 mol metanol / kg acetonitrilo

c) Molaridad se define como moles de soluto / litro de solución

moles de soluto = moles de metanol = 0,56

litros de solución = (ml de metanol + ml de acetonitrilo) × 1 L /1000 ml

Molaridad = 0,56 / (22,5 + 98,7 ) × 10 ⁻³

Molaridad = 4,62 mol de metanol/ Litro de solución