Question

buenos dias sera que me pueden ayudar urgente con el siguiente ejercicio.

Cada estudiante elegirá un problema de concentraciones de los que se presentan a continuación, donde aplicará las unidades físicas y químicas. En cada problema, debe identificar el soluto y solvente, y hallar las concentraciones físicas como: %p/p, % p/v, % v/v y ppm y las químicas como: molaridad (M), molalidad (m), normalidad (N) y fracción molar (soluto y solvente).

A. El acido fosfórico H3PO4 en la industria de alimentos tiene varios usos, entre ellos como agente acido aplicado a bebidas enlatadas, para disminuir el pH. En una fabrica se preparo añadiendo 190 mg de H3PO4 y llevado a un volumen de 330 mL. Siendo la densidad del acido fosfórico 1,88 g/mL y la densidad de la solución de 1,02 g/mL.

Answer 1

Dado el peso de ácido fosfórico usado para preparar un determinado volumen de solución  y, conociendo densidad de solución y de soluto, se pide determinar concentración de la solución  expresada en unidades físicas y químicas.

Solución:  190 mg de H₃PO₄ hasta 330 ml

densidad de la disolución = 1,02 g/ml

densidad del H₃PO₄ = 1,88 g/ml

Soluto:  H₃PO₄

Solvente:  agua

% p/ p significa gramos de H₃PO₄ en 100 g de solución

gramos de H₃PO₄ = 190 mg × 1 g / 1000 mg = 0,19 g

Volumen de disolución = 330 ml

masa de disolución = densidad de disolución ×  volumen

masa de disolución = 1,02 g/ml  × 330 ml =  336,6 g

%p/p = ( 0,19 g / 336,6 g ) × 100 = 0,056 %

% p/v significa gramos de H₃PO₄ en 100 ml de solución:

% p/ v =( 0,19 g / 330 ml ) × 100 ml = 0,057 %

%  v/v  = ( volumen de soluto / volumen de disolución ) × 100

volumen de soluto = volumen de H₃PO₄= masa H₃PO₄/ densidad de H₃PO₄

volumen de H₃PO₄ = 0,19 g / 1,88 g/ml = 0,101 ml

% v/v = (0,101 ml / 330 ml ) × 100 = 0,03%

ppm = mg soluto / litro de solución

mg soluto = 190 mg

volumen de solución = 330 ml × 1 L / 1000 ml = 0,330 L

Tenemos 190 mg H₃PO₄ en 0,33 L de disolución, entonces:

ppm = 190 mg / 0,33 L = 576

Molaridad = moles de soluto / litro de disolución

moles de H₃PO₄ = gramos/ peso molecular = 0,19 g/ 98 g/mol = 0,0019 mol

Molaridad = 0,0019 mol / 0,33 L solución = 0,006 M

molalidad = moles de soluto / kg de solvente

moles de soluto = 0,0019

masa de agua = masa de disolución - masa de H₃PO₄

masa de agua = 336,6 g - 0,19 g = 336,4 g = 0,3364 kg

molalidad = 0,0019 mol / 0,3364 kg = 0,0056 mol/kg

Normalidad = equivalentes de soluto/ L de solución

Peso equivalente de H₃PO₄ = Peso molecular / 3 = 98 /3 = 32,7 g /eq.

equivalentes de H₃PO₄ = 0,19 g / 32,7 g/eq = 0,0058

Normalidad = 0,0058 / 0,33 L  = 0,017 N

Fracción molar de H₃PO₄ = moles de H₃PO₄ / moles totales

Fracción molar de H₃PO₄ = 0,0019 /( 0,0019 + moles de agua)

moles de agua = gramos de agua / peso molecular = 336,4 g / (18 g /mol)

moles de agua = 18,7

Fracción molar de H₃PO₄ = 0,0019 / (18,7 + 0,0019) = 0,0001

Fracción molar de agua = 1 - (0,0001) = 0,9999