Molaridad 03

 

Se dispone de 100 mL de una disolución de cloruro de sodio (NaCl) cuya concentración es 0,5 M.

a)  ¿Cuántos gramos de NaCl hay disueltos?

b)  Si le añadimos 400 ml de agua a la disolución anterior, suponiendo los volúmenes aditivos, ¿cuál será su nueva molaridad?

Pesos atómicos: Na = 23, Cl = 35,5.

 

 

Solución:

Datos: V = 100 mL; [NaCl] = 0,5 M

a)  Se dice que una disolución es molar, cuando su concentración viene dada en moles/L; luego en este caso la concentración 0,5 M, o molar, quiere decir que en un litro de disolución hay 0,5 moles de soluto (NaCl)

Como se dispone de 100 mL de disolución, o sea, 0,100 L tenemos que:

0,100 L de disolución·(0,5 moles de NaCl/L de disolución) = 0,05 moles de NaCl

Peso molecular de NaCl:

Pm = 23 + 35,5 = 58,5

Gramos de NaCl que hay en la disolución:

0,05 moles·(58,5 g/mol) = 2,93 g de NaCl

b)  Al añadir 400 ml de agua el volumen total de la disolución será:

VT = 100 mL + 400 mL = 500 mL = 0,500 L

Nueva molaridad (M’):

M’ = 0,05 moles/0,500 L = 0,1 mol/L

La concentración de la nueva disolución es 0,1 molar

 

 

 

Molaridad 02

 

¿Cuántos gramos de hidróxido de potasio hay en 100 cm3 de disolución 2 M de dicho hidróxido?

 

 

Solución:

Datos: V(disolución) = 100 cm3; C(concentración) = 2 M

Una concentración 2 M o molar, quiere decir que en un litro de disolución hay 2 moles de soluto (KOH). Por tanto, veamos cuantos moles de soluto habrá en 100 cm3, es decir, en 0,1 L.

0,1 L de disolución·(2 moles de soluto/L) = 0,2 moles de KOH

Peso molecular de KOH:

Pm(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56

Masa de KOH:

0,2 moles·(56 g/mol) = 11,2 g

Hay 11,2 g de hidróxido de potasio

 

 

 

Gases húmedos 09

 

Un compuesto gaseoso de carbono e hidrógeno contiene un 92,26% de carbono. Cuando se recogen 1,373 g de gas sobre agua a 25 ºC y una presión barométrica de 770 mm Hg, se encuentra que ocupa un volumen de 1,308 litros ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto? La presión del vapor de agua a 25 ºC es 23,8 mm Hg.

 

 

Solución:

Datos: m = 1,373 g; T = 298 K; P = 770 mm Hg; V = 1,308 L; Pv = 23,8 mm de Hg

Si el porcentaje de carbono en el compuesto  es  92,26 % el del hidrógeno será 7,74%

Presión del compuesto seco:

P = (770 – 23,8) mm Hg = 746, 2 mm Hg·(atm/760 mm Hg) = 0,982 atm

Peso molecular del gas:

n = P V/R T → m/Pm = P V/R T

Pm = m R T/P V

Pm = 1,373 g·(0,082 atm·L/mol·K)·298 K/0,982 atm·1,308 L = 26 g/mol

Proporción estequiométrica entre del C y el H:

(92,26/12,011):(7,74/1,0079) 7,68:7,68 1:1

Fórmula mínima del compuesto: CH

Fórmula empírica: CnHn

12,011 n + 1,0079 n = 26

13,0189 n = 26 n = 26/13,0189 = 2

Fórmula molecular:

C2H2

 

 

 

Gases húmedos 08

 

Un alumno desea recoger 500 mL de hidrógeno a 15 ºC y 762 mm de Hg de presión barométrica. Decide preparar el gas haciendo reaccionar aluminio con ácido clorhídrico y recogiendo el gas por desplazamiento del agua que llena una campana graduada invertida. Calcular la masa mínima de aluminio que necesitará para realizar esta preparación. La presión de agua a 15 ºC es de 12,8 mm de Hg.

Peso atómico de Al = 27,0

 

Solución:

Datos: V = 500 mL; T = 288 K; P = 762 mm de Hg; Pv = 12,8 mm de Hg

Presión del hidrógeno seco:

P = (762 – 12,8) mm de Hg = 749,2 mm de Hg·(1 atm/760 mm de Hg) = 0,986 atm

Ley de los gases ideales:

n = P V/R T

Moles de hidrógeno que se desean obtener:

n = 0,986 atm·0,500 L·/(0,082 atm·L/mol·K)288 K = 0,021 moles

Ecuación ajustada correspondiente a la reacción:

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

Según la anterior expresión:

0,021 moles H2·(2 moles AL/3 moles H2) = 0,014 moles de Al

Masa mínima de aluminio que se necesita:

0,014 moles·(27,0 g/mol) = 0,378 g de Al

 

 

 

Gases húmedos 07

 

Un m3 de aire húmedo a una presión total de 740 mm de Hg y 30 ºC contiene una cantidad de agua, la presión parcial de la cual es 22,0 mm de Hg. El aire se enfría a presión constante a 15 ºC, con lo que queda saturado de agua. La presión de vapor de agua a 15 ºC es 12,7 mm de Hg. Calcular:

a)  El volumen parcial de aire seco después del enfriamiento

b)  El peso del agua contenida en el aire frio

c)  El peso de agua líquida

 

 

Solución:

Datos: V1 = 1000 L; P = 740 mm de Hg; T1 = 303 K; P’ = 22,0 mm de Hg; T2 = 288 K; Pv = 12,7 mm de Hg

a)   

P1 V1/T1 = P2 V2/T2

P1 = P – P’ = (740 – 22,0) mm de Hg = 718 mm de Hg

P2 = P – Pv = (740 – 12,7) mm de Hg = 727,3 mm de Hg

(P1 – P2) V1/T1 = (P2 – Pv) V2/T2 V2 = P1 V1 T2/P2 T1

V2 = 718 mm de Hg·1000 L·288 K/727,3 mm de Hg·303 K = 938 L de aire  seco

b)  Moles iniciales de aire húmedo (n1):

n1 = P V1/R T1

n1 = 740 mm·(atm/760 mm)·1000 L/(0,082 atm·L/mol·K)·303 K = 39,2 moles

Moles iniciales de agua (na):

P’ V = na R T2

P V = n1 R T2

Dividiendo miembro a miembro ambas ecuaciones, tenemos que:

P’ V/PV = na R T2/n1 R T2 P’/P = na/n1

na = n1 (P’/P)

na = 39,2 moles·(22,0 mm/740 mm) = 1,17 moles

Moles de aire húmedo final (n2):

n2 = P1 V2/R T2

n1 = 740 mm·(atm/760 mm)·938 L/(0,082 atm·L/mol·K)·288 K = 38,7 moles

Moles de vapor de agua licuado:

39,2 moles – 38,7 moles = 0,5 moles

Moles de vapor de agua:

1,17 moles – 0,5 moles = 0,67 moles

Peso del agua contenida en el aire:

Pm(H2O) = 2 + 16 = 18

0,67 moles·(18 g/mol) = 12,06 g

c)  Según el apartado anterior el número moles de agua líquida es 0,5 moles, luego su peso es:

0,5 moles·(18 g/mol) = 9 g