Una solucion de HCl en agua contiene 30% en peso de HCL y su densidad relativa es 1.149 a 20°C y 1.115 a 80° C. Calcular:
a) Porcentaje molar
b) Lb de HCL por Lb de agua
c) Lb-mol de HCL por Lb de agua
Respuestas
Para calcular el porcentaje molar, primero deberemos conocer la cantidad de moles de soluto y de solvente. Luego tendremos que convertir unidades para poder expresar los resultados de los incisos b y c.
Datos del ejercicio:
- HCl 30% peso → 30 g HCl/100 g solución. Como la masa de la solución es la suma de las masas del soluto y el solvente, 100 g = 30 g + msolvente → 70 g = msolvente (masa de agua)
- d = 1.149 g/ml a 20°C
- d = 1.115 g/ml a 80°C
a) Para hallar el porcentaje molar, tomemos como base 100 gramos de solución → 70 g agua + 30 g HCl
18 g ---- 1 mol H₂O
70 g ---- x = 3.89 moles H₂O
36.45 g ---- 1 mol HCl
30 g ---- x = 0.82 moles HCl
Para conocer el porcentaje molar, debemos tener en cuenta que el 100% es la suma de los moles del solvente y del soluto, es decir: 3.89 moles + 0.82 moles = 4.71 moles (moles totales).
De los moles totales, 0.82 son de HCl, por lo tanto:
4.71 moles ---- 100%
0.82 moles ---- x = 17.4%
El porcentaje molar de HCl es del 17.4%.
b) Debemos recordar que 1 lb = 453.592 g. A partir de esta relación, podemos decir que los 30 g de HCl equivalen a 0.066 lb y que los 70 g de agua equivalen a 0.154 lb. Entonces:
0.154 lb agua ---- 0.066 lb HCl
1 lb agua ---- x = 0.428 lb HCl
Hay 0.428 lb HCl presentes por cada lb de agua.
c) Como 1 lb = 453.592 g, las 0.428 lb calculadas anteriormente equivalen a 194.3 g.
36.45 g ----- 1 mol HCl
194.3 g ---- x = 5.33 moles HCl
A su vez, 1 mol = 2.2 x 10⁻³ lb-mol
1 mol ---- 2.2 x 10⁻³ lb-mol
5.33 moles ---- x = 0.0117 lb-mol
Hay 0.0117 lb-mol de HCl por lb de agua.