1. Una disolución de H2SO4 con una pureza del 40% en peso tiene una densidad de 1,30 g/mL. Exprese la concentración de la misma disolución en: a. Molaridad b. Normalidad c. Molalidad d. Fracción molar e. PPM f. Que volumen de esta disolución será necesario para preparar 500 ml de otra disolución al 0.2 N ácido sulfúrico
Respuestas
Respuesta:
A)5.30M, B)10.60N, C)6.80m, D)0.109, E)520,000, F)9.4ml
Explicación:
Datos para incisos A,B,C,D,E
H2SO4 al 40%
Peso molar del H2SO4= 98.08g/mol
Peso molar del H2O= 18.02g/mol
Densidad de la disolución= 1.30g/ml
- Si el problema no epecifíca el volumen del solvente se asume que se está trabajando sobre 1L.
- Si el problema no especifíca qué es el solvente se asume que se trata de agua.
A) MOLARIDAD= #Moles del soluto/ L de solución
-Para encontrar el # de moles, despejaremos la masa de la fórmula de la densidad (d=m/v)
Masa= Densidad * Volumen
Masa= 1.30g/ml * 1000ml
Masa= 1300g de solución.
-De esos 1300g el 40% es H2SO4
1300g * 40%= 520g de H2SO4
Ahora convertimos los 520g a moles usando el peso molar.
520g*1mol/98.08g = 5.30 moles
M=5.30/1L; M=5.30
B) NORMALIDAD= #Equivalentes * M
Existen varias formas de encontrar la normalidad, una de ellas es multiplicar la molaridad por el número de equivalentes, en este caso son 2.
N= 2*5.30; N=10.60
C) MOLALIDAD= #Moles del soluto/ Kg de solvente.
En este caso ya hemos calculado el # de moles (5.30) y ya sabemos que de 1300g de disolución 520g son de H2SO4, por lo que 780g son de solvente.
780g= 0.780 kg
m=5.3/0.78; m=6.80
D) FRACCIÓN MOLAR DEL SOLUTO = #Moles del soluto/ #Moles totales.
Nuevamente ya conocemos los moles de soluto, solo debemos conocer a cuántos moles equivalen los 780g de solvente, para ello se utiliza el peso molar del agua.
780g*1mol/18.02g= 43.3 moles
Xs= 5.30/ 5.30+43.3
Xs= 0.109
E) PPM= mg/L
520g= 520000mg
PPM= 520000/L; PPM= 520,000
Datos para el inciso F
Volumen= 500ml = 0.5L
Normalidad 1 =10.60
Normalidad 2=0.2
Para este problema se utiliza la ecuación C1V1=C2V2, donde "C" significa concentración y "V" volumen.
C1V1=C2V2
500*0.2=10.60X
100=10.60X
9.4= X
R// 9.4 ml
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Espero haberte ayudado ;)
Para una disolución de H₂SO₄, se calcula la concentración expresada en diferentes unidades y el volumen que se requiere para preparar una nueva disolución. Los resultados obtenidos son:
a) 5,3 M
b) 10,6 N
c) 6,8 m
d) Fracción molar de H₂SO₄ = 0,109
e) 5,2 × 10⁵ ppm
f) 9,4 ml de disolución de H₂SO₄
Explicación:
Se tiene disolución de H₂SO₄
Pureza: 40 % en peso
Densidad = 1,30 g/ml
Para 1 Litro de la disolución de H₂SO₄, se calcula la masa conociendo el valor de la densidad:
1 L disolución × 1,30 g/ml × 1000 ml / L = 1300 gramos de disolución.
40 % en peso de H₂SO₄ indica que se tienen 40 g de H₂SO₄ en 100 g de disolución, entonces se calcula gramos de H₂SO₄ en 1300 g ( 1 L) de disolución:
(40 g H₂SO₄ / 100 g disolución ) × 1300 g disolución = 520 g H₂SO₄
Se tienen 520 g H₂SO₄ en 1 Litro de disolución.
a) Molaridad = moles H₂SO₄ / L de disolución
Se convierten 520 g H₂SO₄ a moles.
520 g H₂SO₄ × 1 mol H₂SO₄/ 98 g = 5,3 mol H₂SO₄
Molaridad = 5,3 mol / L
b) Normalidad = equivalentes H₂SO₄/ L de disolución
equivalentes H₂SO₄ = gramos / peso equivalente = 520 / (98/2) = 10,6 equivalentes
Normalidad = 10,6 equivalentes/ L
c) Molalidad = moles H₂SO₄ / Kg de solvente
Se conoce que la disolución tiene 40% en peso de soluto, por lo tanto el 60% es solvente.
Masa de solvente = 60 × masa de disolución / 100 = 60 × 1300 g / 100
masa de solvente = 780 g = 0,78 kg
molalidad = 5,3 mol / 0,78 kg
molalidad = 6,8 mol/kg
d) Fracción molar H₂SO₄ = moles H₂SO₄ / moles totales
moles totales en la disolución = moles de H₂SO₄ + moles de agua
moles de H₂SO₄ = 5,3
moles de agua = 780 g / (18 g/mol) = 43,3
moles totales = 48,6
Fracción molar de H₂SO₄ = 5,3 / 48,6
Fracción molar de H₂SO₄ = 0,109
Fracción molar de agua = 1 - 0,109
Fracción molar de agua = 0,891
e) ppm = mg soluto / L de disolución
mg de soluto = 520 g × 1000 mg /g = 520000 mg = 5,2 × 10⁵ mg
Concentración expresada en ppm = 5,2 × 10⁵ mg/ L = 5,2 × 10⁵ ppm
f) Se quiere preparar 500 ml de disolución H₂SO₄ 0,2 N.
equivalentes en 500 ml de solución 0,2 N = equivalentes en X ml de solución 2,65 N.
0,5 L × 0,2 N = X × 10,6 N
X = ( 0,5 × 0,2 ) / 10,6
X = 0,0094 L
Se requieren 9,4 ml de disolución de H₂SO₄ de 40% en peso (10,6 N) para preparar 250 ml de solución 0,2 N.
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