Se disuelven 100 g de CaCl2 en 500 cc de agua obteniéndose 580 cc de solución. (Densidad del agua = 1 g/cc). Para esta solución, calcular la concentración: A) molar B) molal C) fracción molar del soluto y solvente
Respuestas
Respuesta:
C molar = 1,8mol/L
C molal = 1,8mol/kg
F molar soluto = 0,032
F molar disolvente = 0,997
F molar total = 1,029
Explicación:
Para calcular la concentración molar se requiere el soluto en moles y el disolvente en litros (mol/L):
C molar = moles soluto/litros disolvente
Primero, convertir gramos de soluto en moles:
moles soluto = masa soluto (gramos)/masa molar soluto (gramos/mol)
Para esto necesitamos la masa molar de CaCl₂, la cual se obtiene sumando la masa atómica de todos los átomos
m molar CaCl₂ = m atómica Ca + m atómica Cl₂
m atómica Ca = 40,08
m atómica Cl₂ = 35,45 × 2 = 70,9
m molar CaCl₂ = 40,08 + 70,9 = 110,98g/mol
Ahora se puede realizar la conversión:
m soluto = 100g
m molar soluto = 110,98g/mol
moles soluto = ?
moles soluto = 100g / 110,98g/mol
moles soluto = 0,90mol
Ahora convertir los cm³ del disolvente a litros
litros disolvente = cm cúbicos o mililitros disolvente / 1000
litros disolvente = 500cc / 1000
litros disolvente = 0,5L
Ahora podemos calcular la concentración molar de la solución
C molar solución = 0,9mol / 0,5L
C molar solución = 1,8mol/L
Para calcular la concentración molal se requiere el soluto en moles y el disolvente en kilogramos (mol/kg):
C molal = moles soluto/kilogramos disolvente
Ya se obtuvieron los moles del soluto así que vamos a continuaron convirtiendo los cc de disolvente a kg
kilogramos disolvente = gramos disolvente / 1000
gramos disolvente = densidad · mL o cc disolvente
gramos disolvente = 1g/cc · 500cc
gramos disolvente = 500g
kilogramos disolvente = 500g / 1000
kilogramos disolvente = 0,5kg
Ahora sí se puede calcular la conc. molal de la solución
C molal = 0,9mol / 0,5kg
C molal = 1,8mol/kg
Para calcular la fracción molar del soluto y el disolvente se requieren ambos valores en moles
F molar soluto = moles soluto / moles soluto + moles disolvente
F molar disolvente = moles disolvente / moles soluto + moles disolvente
Como ya se tienen los moles del soluto, solo calcularemos los del disolvente
moles disolvente = masa disolvente (gramos) / m molar
m molar H₂O = m atómica H₂ + m atómica O
m atómica H₂ = 1,01 · 2 = 2,02
m atómica O = 15,99
m molar H₂O = 2,02 + 15,99
m molar H₂O = 18,01g/mol
moles disolvente = 500g / 18,01g/mol
moles disolvente = 27,76mol
Ahora sí se puede calcular la fracción molar del soluto y del disolvente:
F molar soluto = 0,9mol / 0,9mol + 27,76mol
F molar soluto = 0,9mol / 27,85mol
F molar soluto = 0,032
F molar disolvente = 27,76mol / 27,85mol
F molar disolvente = 0,997
Ahora, sumar ambas F molar
0,032 + 0,997 = 1,029
Espero haberte ayudado