Una disolución contiene 2 Mol de soluto disueltos en 2000 g de agua. ¿Cuál es la fracción molar de del soluto de la disolución?
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Respuesta:
Cap�tulo 4. Soluciones molares
En el cap�tulo 3 de esta serie hemos explicado la forma c�mo se preparan soluciones de distintas concentraciones de una sustancia s�lida (preparando diluciones) y hemos introducido adem�s el uso de las curvas de calibraci�n. Sin embargo, cuando explicamos las diluciones adquirimos la idea de la relatividad de una soluci�n respecto de otra, nos falta conocer el modo c�mo se expresa la concentraci�n real (no relativa) de una sustancia s�lida (soluto) en una soluci�n. Ya sabemos que la concentraci�n de una sustancia se expresa en unidades de peso (generalmente en gr o mgr). sin embargo, hay otras formas de expresar la concentraci�n de una sustancia en una soluci�n calculando su MOLARIDAD (M), este concepto es el que describiremos a continuaci�n.
Soluciones.
Cuando mezclamos una cierta cantidad de un s�lido con un l�quido se forma una soluci�n en la que el s�lido se conoce como soluto y el l�quido o solvente es el diluyente. Ejemplos de soluciones no s�lo se encuentran en el laboratorio tambi�n en la cocina cuando agregamos sal al agua para preparar luego una sopa estamos preparando primero una soluci�n.
En realidad �Qu� es una soluci�n?. Una soluci�n es una mezcla homog�nea donde todas las part�culas que existen en ella se encuentran como mol�culas o iones individuales.
Como f�cilmente podemos deducir de los ejemplos del cap�tulo 2 las soluciones se expresan en mgr/ml o en gr/l pero tambi�n en molaridad (M).
�Qu� es la molaridad?
El mol (mol�cula gramo) es una Unidad Internacional usada para medir la cantidad de una sustancia. Un mol de una sustancia expresado en gr es su peso molecular as� por ejemplo: un mol de cloruro de sodio (NaCl) son 58,5 gr . Por lo tanto, una soluci�n 1M de cloruro de sodio contendr� 58,5 gr de sal por litro de agua.
La molaridad de una soluci�n se calcula dividiendo los moles del soluto por los litros de la soluci�n.
molaridad = moles de soluto/litros de soluci�n
Ejemplo 1: �Cu�l es la molaridad de 0,75 moles de soluto disueltos en 2,5 L de solvente?.
M= 0,75 mol / 2,5 L= 0,3 M
Ejemplo 2: �Cu�l es la molaridad de 58,5 gr de cloruro de sodio disueltos en 2 litros de solvente?.
Para poder hacer el c�lculo tenemos que convertir gramos a moles. Si consideramos que el peso molecular del cloruro de sodio es: 58,5 [(peso del Cl- (35,5) + peso del Na+(23)] entonces esa cantidad es un mol.
M= 1 M / 2L= 0,5 M
El n�mero de Avogadro
Los c�lculos realizados hasta aqu� son muy f�ciles, el problema se plantea cuando no se dispone de la cantiad de gramos de un soluto equivalente a su peso molecular. Entonces recurrimos al n�mero de avogadro.
Amedeo Avogadro ( 1776-1856) era un f�sico italiano que acu�� el t�rmino mol�cula para designar a los peque�os conjuntos estables en que se combinan los �tomos y as� consigui� diferenciar mol�cula de �tomo. En 1881 di� a conocer un enunciado conocido por la posteridad como principio de Avogadro:
� Vol�menes iguales de gases cualesquiera, en iguales condiciones de presi�n y temperatura, contienen el mismo n�mero de mol�culas�.
El concepto de mol se introdujo a�os despu�s de la muerte de Avogadro. Dado que un mol de cualquier sustancia expresado en gramos contiene el mismo n�mero de mol�culas, de acuerdo con el principio de Avogadro los vol�menes molares de todos los gases deben ser los mismos.
El n�mero de mol�culas contenido en un mol es igual al n�mero de Avogadro cuyo valor se ha calculado en:
6,02 x 1023 mol�culas
lo que equivale al n�mero siguiente:
602.000.000.000.000.000.000.000
Hagamos un peque�o esfuerzo y recordemos las siguientes ecuaciones:
1. gramos
----------------------= moles
peso molecular
2. moles
--------------= molaridad (M)
volumen
gramos
3. Molaridad (M) x Volumen (V) = --------------------
peso molecular
Para llegar a la ecuaci�n 3 se ve claramente que fuimos reemplazando los t�rminos.
Ejemplos *
N�mero 1.
2 gr de NaCl (de peso molecular 58,44 g mol-1 ojo que pusimos aqu� el valor exacto del peso a diferencia y no el aproximado de 58,5) se disuelven en 100 mL de agua �Cu�l es la molaridad de la soluci�n?.
Si aplicamos la ecuaci�n 3 tenemos:
2 gr
M x 0,1 L = -------------------------
58,44 gr.mol-1
M x 0,1 L= 0,034 mol
M= 0,034 mol / 0,1 L
M= 0,34 La molaridad de la soluci�n es 0,34 M
N�mero 2.
�Cu�ntos gramos de NaCl son necesarios para obtener 500 ml de una soluci�n 0,2 M?.
Si aplicamos la ecuaci�n 3 tenemos:
x
(0,2 M) ( 0,5 L) = ---------------------
58,44
x
0,1 = ----------------------
58,44
X = cantidad = 5,844 gr de cloruro de sodio
Explicación: