En una disolución de ácido clorhídrico 10 molal y densidad 1,15 kg/m3 , calcula su concentración molar y su fracción molar.
Respuestas
Respuesta:
Explicación:
La densidad de una disolución acuosa no puede ser la que das en el ejercicio; podría ser 1.15 kg/L. Consideraré este valor.
a)
Consideremos 1 L de disolución.
masa de disolución = V · d = 1 L · 1.15 kg/L = 1.15 kg
Si la masa de soluto en kg es m, la masa de disolvente será
masa disolvente = masa disolución - m = (1.15 - m) kg
La masa molar del HCl es 36.5 g/L, así que el número de moles de soluto será
n = masa de HCl en g / Masa molar en g/mol
n = (1000 · m) g / 36.5 g/L
La molalidad es
m = n / masa de disolvente en kg
10 = (1000·m /36.5) / (1.15 - m)
10 · (1.15 - m) = 1000 · m / 36.5
11.5 - 10 · m = 1000 · m / 36.5
(11.5 - 10 · m) · 36.5 = 1000 · m
420 - 365 · m = 1000 · m
1365 · m = 420
de donde
m = 0.31 kg (recordemos que hemos definido m en kg) = 310 g
Ahora podemos calcular el número de moles de HCl
n = 310 g / 36.5 g/mol = 8.5 mol de HCl
Por tanto, la molaridad será
M = n / V (en L) = 8.5 mol / 1 L = 8.5 mol/L
b)
masa de agua = 1.15 - m = 1.15 - 0.31 = 0.84 kg = 840 g de H2O
El número de moles de H2O es
n = masa de agua en g / masa molar en g/L = 840 g / 18 g/mol = 46.7 mol de H2O
Número total de moles de la disolución = 8.5 + 46.7 = 55.2 mol
Fracciones molares
x(HCl) = 8.5 / 55.2 = 0.15
x(H2O) = 46.7 / 55.2 = 0.85