Question

Si una solución de Al2(SO4)3, se preparó mezclando 7.866 bultos de 50kg ésta sustancia en 6.9 m3 de agua. calcule la concentración de la solución resultante en a. Molaridad(M) b.Normalidad (N) c.Molalidad(m) d.% en peso y d. partes por millón(ppm).
NOTA: Manejar los conceptos de mol como gmol.
Gracias!

Answer 1

La concentración de la solución en la diferentes unidades es:

a. Molaridad 166,60 M

b. Normalidad 999,63 N

c. Molalidad 166,60 m

d. % p/p 98,2 %

e. partes por millón (ppm) 57.000.000 ppm

Explicación:

Antes de iniciar el calculo de las concentraciones se calculan las cantidades de soluto (AL2(SO4)3) y solvente (agua).

Se calcula la cantidad de AL2(SO4)3 en gramos, se sabe que 1 kg equivale a 1000g.

gAL2(SO4)3 = 7866*50 kg*(1000g/1kg)

gAL2(SO4)3 = 393.300.000 g AL2(SO4)3

Además se calculan los moles de AL2(SO4)3 haciendo uso del peso molecular del mismo, recordemos que el peso molecular es la suma de la masa molecular de cada elemento del compuesto.

PM AL2(SO4)3 = 2*PMAl + 3*PMS + 12*PMO

PM AL2(SO4)3 = 2*26.981 + 3*32.059 + 12*15.999

PM AL2(SO4)3 = 342,127 g/gmol

Con esto se pueden obtener lo moles de AL2(SO4)3, se sabe que el peso molecular es masa entre moles, con los g AL2(SO4)3 se despejan los moles y se obtiene:

gmol AL2(SO4)3  = g AL2(SO4)3 / PM AL2(SO4)3

gmol AL2(SO4)3  = 393300000 g AL2(SO4)3 / 342,127 g AL2(SO4)3 /gmol AL2(SO4)3

gmol AL2(SO4)3  = 1149573,112 gmol AL2(SO4)3

Se calcula la cantidad de agua en litros, se sabe que 1 m3 equivale a 1000 L.

Lagua = 6,9m3*(1000L/1m3) = 6900 L

Además se calcula la cantidad de agua en kg, haciendo uso de la densidad del agua = 1 kg/L

densidad = masa/volumen

kg agua = volumen*densidad

Sustituyendo

kg agua = 6900 L * 1 kg/L = 6900 kg

Calculo de la concentración Molaridad

La Molaridad es la medida de concentración definida como los moles de soluto entre los litros de solución, representada por la letra M, y la ecuación

$M = \frac{gmol}{litros solucion}$

Sustituyendo los moles y el volumen, se obtiene:

$M = \frac{1149573,112 gmol AL2(SO4)3}{6900 L}$

M = 166,60 M

La molaridad de la solución es 166,60 M

Calculo de la concentración Normalidad

La Normalidad es la medida de concentración definida como los equivalentes gramo de soluto entre los litros de solución, representada por la letra m, y la ecuación

$N = \frac{eq-gmol}{litros solucion}$

Se calculan los equivalentes de AL2(SO4)3, esta es una sal, al ser una sal los equivalentes serán la carga iónica del elemento según su número de oxidación

Al2 tiene número de oxidación +3, pero por ser 2 elementos será +6

(SO4)3 tiene número de oxidación -2, pero por ser 3 elementos será +6

Por ende el compuesto tiene 6 eq-g por cada gmol, ahora bien se calculan los eq-g para los gmol de compuesto:

eq-g AL2(SO4)3 = gmol AL2(SO4)3 *(6 eq-g /gmol)

eq-g AL2(SO4)3 = 1149573,112 gmol AL2(SO4)3 *(6 eq-g /gmol)

eq-g AL2(SO4)3 = 6.897.438.672 eq-g AL2(SO4)3

Sustituyendo los eq-g AL2(SO4)3 y litros agua, se obtiene:

$N = \frac{6.897.438.672 eq-g AL2(SO4)3}{6.900 L}$

N = 999,63 N

La normalidad de la solución es 999,63 N

Calculo de la concentración Molalidad

La Molalidad es la medida de concentración definida como los moles de soluto entre los kg de solvente, representada por la letra m, y la ecuación

$m = \frac{gmol}{kg solvente}$

Sustituyendo los moles y kg agua, se obtiene:

$m = \frac{1.149.573,112 gmol AL2(SO4)3}{6.900 kg}$

m = 166,60 m

La molalidad de la solución es 166,60 m

Calculo de la concentración % peso-peso

El % peso-peso es la medida de concentración definida como la masa de  soluto entre la masa de solución (esto incluye soluto y solvente), representada por % p/p, y la ecuación

$p/p = \frac{masa soluto}{masa solución}*100$

Se calcula la masa de soluto en kg, se sabe que 1 kg equivale a 1000 g

kg AL2(SO4)3 = 393.300.000 g AL2(SO4)3*(1kg/1000g)

kg AL2(SO4)3 = 393.300 kg AL2(SO4)3

Sustituyendo, se obtiene:

$p/p = \frac{393.300 kg AL2(SO4)3}{6.900 kg agua + 393.300 kg AL2(SO4)3}*100$

% p/p = 98,27 %

El % peso-peso de la solución es 98,27 % p/p

Calculo de la concentración partes por millón (ppm)

Las partes por millón (ppm) es la medida de concentración definida como los miligramos de  soluto entre el volumen de solución, representada por ppm, y la ecuación

$ppm = \frac{mg soluto}{volumen solución}$

Se calcula la masa de soluto en mg, se sabe que 1 g equivale a 1000 mg

mg AL2(SO4)3 = 393.300.000 g AL2(SO4)3*(1000mg/1 g)

mg AL2(SO4)3 = 393.300.000.000 mg AL2(SO4)3

Sustituyendo, se obtiene:

$p/p = \frac{393.300.000.000 mg AL2(SO4)3}{6.900 L}$

ppm = 57.000.000 ppm

Las partes por millón (ppm) de la solución son 57.000.000 ppm.