Se requiere preparar una solución etanol –agua, con una densidad de 850 kg/m3. Si se tienen 750 mL de agua. a. Indique el soluto y el disolvente. b. Exprese el % m/m de la solución. c. ¿Cuántos mL de la solución original hay que agregar para preparar 700 g de solución diluida al 24%? d. Encuentre la densidad específica de la solución diluida. e. ¿Cuántos mL de etanol hay en la solución diluida?
URGENTE CON SU PROCEDIMIENTO!!!!!
Respuestas
- a) En la solución de etanol-agua, el etanol es el soluto y el disolvente el agua
- b) El % en m/m de la solución etano-agua se determina a partir de la densidad de cada uno de los compuestos. De la bibliografía se tiene que: d etanol = 0.789 g/ml y dagua = 1 g/ml
- La densidad de la solución (ds) = 850 Kg/m3 (0.850 g/ml).
-Por definición la densidad(d) es igual a la masa (m) sobre el volumen (V), la masa de la solución es:
d = m / V
→ ms = Vs x ds → ms = Vs x 0. 850 g/ml
→ metanol = Vetanol x detanol = Vetanol x 0.789 g/ml
→ magua = Vagua x dagua = 750 ml x 1 g/ml = 750 g
ms = metanol + magua → metanol = ms – ma
→ m etanol = ms – 750 g (1)
- La densidad de la solución es igual a la suma del producto de cada la densidad de cada componente por su fracción molar ó %v/v de cada uno en la solución.
dsolución = % v/v etanol/100 x detanol + dagua x % v/v agua/100 (2)
% v/v etanol/100 + % v/v agua/100 = 1
→ %v/v agua/100 = 1 - % v/v etanol/100 (3)
- Sustituyendo (3) en (2), se tiene:
dsolución = % v/v etanol/100 x detanol + dagua x (1 - % v/v etanol/100)
dsolución = % v/v etanol/100 x detanol + dagua - % etanol v/v /100 x dagua
%etanol/100 = (dsolución - dagua) / (detanol – dagua)
% v/v etanol = (0.850 g/ml - 1 g/ml) / (0.789 g/ml – 1 g/ml) x 100
% v/v etanol = 71.09 %
- El % v/v agua se determina desde la relación (2):
% v/v agua = 1 – 71.09/100 → % v/v agua = 0.2891 (28.91%)
- El % v/v significa volumen de soluto/ volumen de solución, es decir que el volumen de solución determinado a partir del % v/v agua, es:
v/v agua = Volumen agua/ Volumen de solución = 0.2891
→ v/v agua = 750 ml/Volumen de solución = 0.2891
→ Volumen de solución = 750 ml/0.2891
→ Volumen de solución = 750 ml/0.2891 = 2594.26 ml
- Este volumen de solución equivale en masa a:
ms = 2594. 26 ml x 0.850 g/ml → ms = 2205.12 g
- Sustituyendo el valor de ms en (1), se determina la masa de etanol presente en la solución:
m etanol = 2205.12 g – 750 g → m etanol = 1455.12 g
- Por tanto, el % m/m solución, es
% m/m solución = metanol / msolución x 100
→ % m/m solución =(1455.12g / 2205.12) x 100
→ % m/m solución = 66 %
d) La nueva solución contendrá 0.24 g de etanol por 100 g de solución es decir que en 700 g, habrá:
m etanol = 700 g solución x 24 g etanol/100 g solución
→m etanol = 168 g etanol
- La solución original contiene 1455.12 g de etanol en 2594.26 ml, por tanto, los ml de solución inicial que se requieren para preparar la nueva solución serán:
1455.12 g etanol → 2594.26 ml sol inicial
168 g etanol → x
ml sol inicial req = 168 g etanol x 2594.26 ml sol inicial/ 1455.12 g etanol
→ ml sol inicial req = 299. 51 ml g sol inicial
e) Los ml de etanol presentes en la solución inicial son:
V etanol = V sol - Vagua
→ V etanol = 2594,26 ml -750 ml → V etanol = 1844.26 ml