Question

calcule la molaridad y fracción molar de una disolución acuosa de HNO3 (ácido nítrico) 3,768 m ( molalidad) y 20 % (p/p) (densidad 1,115 g/ mL ) ​

Answer 1

Dada la concentración de una solución expresadas en molalidad y % en peso, se pide calcular su Molaridad y fracción molar, conociendo el valor de la densidad.

Acido nítrico 3,768 m  y 20% p/p

Densidad = 1,115 g/ml

Concentración 3,768 m significa que se tienen 3,768 moles de ácido nítrico en 1 kg de agua (moles de soluto / kg de solvente).

Molaridad = moles de soluto/ litro de solución

Fracción molar = moles de soluto / (moles de soluto + moles de solvente)

Sabemos que tenemos 3,768 moles de ácido nítrico en 1 kg de agua, entonces:

1 kg agua ×  1000 g/kg × 1 mol agua / 18 g  = 55,6 moles agua

moles de ácido nítrico = 3,768

moles de agua = 55,6

moles totales = 59,368

gramos de ácido nítrico = 3,768 moles ×  63 g / mol = 237,4 g

masa total de solución = 237,4 + 1000 = 1237,4 g

conociendo la masa total de la solución y la densidad, calculamos el volumen:

densidad = masa / volumen    ⇒     volumen = masa / densidad

volumen de solución = 1237,4 g / 1,115 g/ml = 1110 ml ×  1 L/ 1000 ml = 1,11 L

Molaridad = moles ácido nítrico/ l de solución = 3,768 / 1,11  = 3,4 mol/L

Fracción molar = 3,768 / (3,768 + 55,6) = 0,063

Concentración 20 % p/p significa que se tienen 20 g de ácido nítrico en 100 g de solución

Tenemos entonces:

20 g de ácido / PM del ácido = moles de ácido

moles de ácido = 20 g / 63 g/mol = 0,317 mol

moles de agua = ( 100 - 20 ) g / (18 g / mol) = 4,444 moles

100 g solución equivalen a:

densidad de solución = 1,115 g/ml

volumen de solución = 100 g / 1,115 g/ml = 89,7 ml × 1 L / 1000 ml = 0,089 L

Molaridad = moles de ácido nítrico / L de solución

Molaridad = 0,317 mol / 0,089 L  = 3,56 M

Fracción molar = moles de ácido nítrico / (moles de agua + moles de ácido nítrico)

Fracción molar = 0,317 / (0,317 + 4,444) = 0,067