Masa por volumen, molaridad, normalidad, molalidad y porcentaje 06

 

Se disuelven 6,3 gramos de ácido nítrico en agua hasta formar 150 cm3 de disolución. Calcular la concentración de esa disolución en:

a)  g/L

b)  Molaridad

c)  Normalidad

Datos: N = 14; O = 16; H = 1

 

 

Solución:

Datos: m(HNO3) = 6,3 g; V(disolución) = 150 cm3

a)  Para resolver este apartado debemos expresar el volumen en litros.

150 cm3·(L/1000 cm3) = 0,150 L

Concentración:

C = 6,3 g/0,150 L = 42 g/L

b)  Molaridad:

M = moles de soluto/litros de disolución

Peso molecular del soluto:

Pm(HNO3) = 1 + 14 + 3·16 = 63

Moles de soluto:

6,3 g·(mol/63 g) = 0,1 mol

M = 0,1 mol/0,150 L = 0,67 mol/L

c)  Normalidad:

N = M f (f = nº de protones)

N = 0,67·1 = 0,67 normal

 

 

 

Molaridad, normalidad, molalidad y fracción molar 11

 

Calcular la molaridad y la normalidad resultante de mezclar 150 cm3 de ácido nítrico del 70% en peso y densidad 1,625 g/cm3 con 250 cm3 de ácido nítrico de un 60% en peso y densidad 1,500 g/cm3.

Datos: N = 14; O = 16;  H = 1.

 

 

Solución:

Datos: V1 = 150 cm3, 70%, d1 = 1,625 g/cm3; V2 = 250 cm3, 60%, d2 = 1,500 g/cm3

Como la molaridad es el cociente entre el número de moles del soluto (HNO3) y el volumen (en litros) de la disolución, primero hallaremos los moles de HNO3 y después pasaremos el volumen de la disolución a litros.

Masa de HNO3 procedente de la primera disolución:

d1 = m1 V1 m1 = d1/V1

m1 = (1,625 g/cm3)·150 cm3 = 243,75 g de disolución

243,75 g disolución·(70 g HNO3/100 g disolución) = 170,63 g de HNO3

Masa de HNO3 procedente de la segunda disolución:

d2 = m2 V2 m2 = d2/V2

m2 = (1,500 g/cm3)·250 cm3 = 375 g de disolución

375 g disolución·(60 g HNO3/100 g disolución) = 225 g de HNO3

Masa total de HNO3:

m = 170,63 g + 225 g = 395,63 g

Moles totales de HNO3:

Peso molecular del soluto:

Pm = 1 + 14 + 3·16 = 63

395,63 g·(mol/63 g) = 6,3 moles

Volumen total de disolución en litros:

V = 150 cm3 + 250 cm3 = 400 cm3 = 0,400 L

Molaridad:

M = 6,3 moles/0,400 L = 15,8 mol/L

Normalidad:

N = f M

siendo f el número de hidrógenos que posee el ácido, luego:

N = 1·15,8 = 15,8 normal

 

 

 

Molaridad, normalidad, molalidad y fracción molar 10

 

Se disuelven en agua 2,5 g de hidróxido de calcio y se completa hasta 1,5 litros de disolución. Calcular la molaridad y la normalidad.

Datos: Ca = 40; H = 1; O = 16.

 

 

Solución:

Datos: ms (soluto) = 2,5 g; VD (disolución) = 1,5 L 

Molaridad:

M = ns/VD ns = M VD

siendo: ns = moles de soluto (Ca(OH)2)

Peso molecular del soluto:

Pm = 40 + 2·16 + 2·1 = 74

Moles de soluto:

2,5 g·(mol/74 g) = 0,034 moles de Ca(OH)2

M = 0,034 moles/1,5 L = 0,023 mol/L

La disolución tiene una concentración 0,023 molar.

Normalidad:

N = f M = 2·0,023 = 0,046 eq/L

siendo f el número de OH¯ que hay en el soluto

O, también:

Normalidad:

N = nº eq/VD

Peso equivalente–gramo:

Peg.g = 74 g/2 = 37 g

Número de equivalentes:

2,5 g·(eq/37 g) = 0,068 eq de Ca(OH)2

N = 0,068 eq/1,5 L = 0,045 eq/L

Se trata de una disolución 0,045 normal.

La diferencia existente entre las dos formas de hallar la normalidad, se debe al redondeo en las operaciones realizadas.

 

 

 

Molaridad, normalidad, molalidad y fracción molar 09

 

Calcular la cantidad de hidróxido sódico (NaOH) y agua que se necesitan para preparar 2 L de una disolución al 20% en peso cuya densidad es de 1220 g/L. ¿Cuál será la molaridad? ¿Y su molalidad?

Datos: Na = 23;  O = 16;   H = 1.

 

 

Solución:

Datos: VD = 2 L 20%; d = 1220 g/L

Masa de disolución que se desea preparar (mD)

d = mD/VD mD = d VD

mD = (1220 g/L)·2 L = 2440 g

Peso molecular de NaOH:

Pm(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40

Masa de soluto (NaOH):

2440 g disolución·(20 soluto/100 g disolución) = 488 g

Masa de agua (m):

m = 2440 g – 488 g = 1952 g

Para preparar la disolución deseada, se necesitan 488 g de NaOH y 1952 g de agua.

Molaridad:

M = ns/VD

Moles de soluto (ns):

488 g·(mol/40 g) = 12,2 moles

Concentración molar:

M = 12,2 moles/2 L = 6,1 mol/L

Molalidad:

m = ns/kg disolvente

Masa en kg del disolvente:

m(H2O) = 1952 g·(kg/1000 g) = 1,952 kg

Concentración molal:

m = 12,2 moles/1,952 kg = 6,25 mol/kg

 

 

 

Molaridad, normalidad, molalidad y fracción molar 08

 

Calcular los gramos de hidróxido cálcico que se han disuelto en 200 cm3 de una disolución 1 M. ¿Cuál es la normalidad de dicha disolución?

Datos: Ca = 40, H = 1,  O = 16.

 

 

Solución:

Datos: VD = 200 cm3; M = 1 mol/L

Molaridad:

M = ns/VD ns = M VD

siendo: ns = moles de soluto (Ca(OH)2)

ns = (1 mol/L)·0,200 L = 0,2 moles

Peso molecular del soluto:

Pm = 40 + 2·16 + 2·1 = 74

Masa de Ca(OH)2:

0,2 moles·(74 g/mol) = 14,8 g

Se han disuelto 14, 8 g de Ca(OH)2

Normalidad:

N = f M = 2·1 = 2 eq/L

siendo f el número de OH¯ que hay en el soluto

O, también:

Normalidad:

N = nº eq/VD

Peso equivalente–gramo:

Peg.g = 74 g/2 = 37 g

Número de equivalentes:

14,8 g·(eq/37 g) = 0,4 eq de Ca(OH)2

N = 0,4 eq/0,2 L = 2 eq/L

Se trata de una disolución 2 normal.