Question

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1.-Calcule el volumen de ácido sulfúrico que se necesita para preparar 300 mL de una solución de 0.75 normal.

Considere que el ácido sulfúrico tiene 1 densidad de 1.4g/mL y 80% de pureza.

2.- Se tomaron 5 mL de ácido sulfúrico cuya densidad es de 1.8g/mLy90% de pureza,se aforaron hasta un volúmen final de 500mL,calcule la concentración de la disolución en molaridad y en normalidad.

3.-Se tiene 160g de una solución de cloruro de sodio al 11.25%m/m. La disolución tiene una densidad de 1.33g/mL.Calcule la molaridad y el volumen de la disolución.

Answer 1

1) Anotamos los datos:

$N' = 0.75N$

$V_{solucion}=300ml$

ρ$_{soluto} =1.4g/ml$

Y que el soluto está en un 80% de pureza.

El soluto en este caso será el ácido sulfúrico cuya fórmula es H₂SO₄. Empezamos calculando su masa molar

$m_{msoluto}=98g/mol$

Proseguimos entonces con la definición de normalidad:

$N'= \frac{ eq_{soluto} }{ V_{solucion} }$

Donde el volumen de la solución debe estar en litros. Reemplazamos lo que conocemos:

$0.75= \frac{ eq_{soluto} }{0.3l}$

$eq_{soluto}=0.225 mol^{-1}$

Y recordamos que los equivalentes del soluto son la masa partida por la masa molar por valencia del ión hidrógeno, que en este caso hay 2 por molécula de ácido:

$eq_{soluto}= \frac{m}{ m_{m}/valencia }$

Reemplazamos:

$0.225= \frac{m}{98/2}$

$m=11.025g$

Esta es la masa total de soluto. Ahora usamos el concepto de pureza:

$0.8= \frac{ m_{pura} }{11.025}$

$m_{pura}=8.82g$

Hay 8.82 gramos de H₂SO₄ puros en la solución. Ya nada más usamos el concepto de densidad volumétrica:

ρ = $\frac{m}{V}$

Despejando para el volumen:

V = m / ρ = 8.82/1.4 = 6.3 ml

2) Tenemos los datos:

$V_{soluto} =5ml$

ρ$_{soluto}=1.8g/ml$

$V_{solucion}=500ml$

Y que la pureza del soluto es de un 90%. 

Nos solicitan la normalidad y la molaridad de la solución. Empezamos con esta última a partir de su definición:

$M'= \frac{ n_{soluto} }{ V_{solucion} }$

Que son los moles de soluto por litro de disolución. Empezamos calculando la masa del soluto (que es el mismo ácido sulfúrico del primer ejercicio).

m = ρV = (1.8)(5) = 9g

Y a partir de lo que significa masa molar hallamos los moles de soluto:

$m_{m}= \frac{m}{n}$

$n= \frac{m}{ m_{m} }= \frac{9}{98}=0.09moles$

Tenemos los moles del soluto y los litros de disolución es un dato del problema. Por lo tanto la Molaridad es:

$M'= \frac{0.09}{0.5} =0.18M$

Para ir de molaridad a normalidad usamos esta relación:

$N'=eq*M'$

Que nos dice que la normalidad son los equivalentes de soluto multiplicados por la molaridad.

$N'=(2)(0.18)=0.36N$

Los equivalentes del ácido sulfúrico es la valencia del hidrógeno multiplicada por dos (porque en la molécula aparece con 2 átomos en el H₂SO₄.

3) Apuntamos los datos:

$m_{solucion}=160g$

%m = 11.25 %

ρ$_{solucion}=1.33g/ml$

Y me preguntan por la molaridad y el volumen de la solución. En esta caso hemos identificado al cloruro de sodio (NaCl) como el soluto, cuya masa molar es 58 g/mol.

Podemos calcular directamente el volumen de la solución así:

V = m/ρ = 160/1.33 = 120.3 ml

Para la molaridad, necesitaríamos calcular las moles de soluto sobre el volumen de la solución en litros que acabamos de calcular arriba. Interpretamos la concentración en masa:

% m = (masa soluto/masa solución)*100%

$0.1125= \frac{ m_{soluto} }{160}$

$m_{soluto}=18g$

Para ir de masa a número de moles usamos la masa molar del soluto:

$n= \frac{m}{ m_{m} }= \frac{18}{58}=0.31moles$

Y por último obtenemos la molaridad:

$M'= \frac{ n_{soluto} }{ V_{solucion} }= \frac{0.31}{0.12}=2.58M$

En moles de soluto por litro de disolución o simplemente ''M''. Un saludo.

Answer 2

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