domingo, 18 de septiembre de 2011

tarea del libro de quimica

1)      Porcentaje peso a peso (% p/p)
Relaciona la cantidad en gramos de soluto presentes en 100g. de disolución. Por ejemplo; en una disolución acuosa al 10% de NaOH hay 10g. de NaOH en 90g. de H2O. por lo tanto, se plantea la siguiente formula.

Expresión analítica:        _____gramos de soluto__        x100
                                            % p/p gramos de disolución

Ejemplo:
A partir de 250g de una disolución acuosa de sulfato de cobre (CuSO4)se obtiene por evaporación un residuo de 30g de sulfato. Calcula:
a)      ¿Cuántos gramos de agua se evaporaron?
b)      ¿Cuál es el porcentaje por peso del soluto?
c)       ¿Cuál es el porcentaje del disolvente?

Solución:
a)      Gramos disolución = gramos soluto + gramos disolvente
Gramos disolvente = gramos disolución – gramos soluto
Gramos de H2O = 250g – 30g
Gramos de H2O = 220g

b)      % P/P CuSO4 =        masa CuSO4____    x 100 =  30g_  x 100 = 12%
                                                    Masa disolución                         250g

c)       %p/p CuSO4 =         masa H2O____      x100 = 220g  x 100 = 88%
                                                 Masa disolución                      250g


Ejemplo:

¿Cuántos gramos de agua se necesitan para mezclar 60g de nitrato de sodio (NaNO3) y obtener una disolución al 25% en peso?

Datos:

Masa H2O =?                        Masa NaNO3 = 60g
% NaNO3 = 25%                   %H2O = 100% - 25% =75%

Solución:


Masa H2O = (75%)  60g_ = 180g
                                      25g
                                                                              
O bien:
Masa disolución= (100%)  60g_   = 240g
                                                    25%               
Por lo tanto:
         Masa disolución = masa soluto + masa disolvente
Despejando masa disolvente (H2O) tenemos:
        Masa H2O = masa disolución – masa soluto = 240g – 60g = 180g 


2)      Porcentaje peso a volumen (%p/v)
Es una manera de expresar los gramos de soluto que existen en 100 mililitros de disolución.
 Expresión analítica:    % p/p=    gramos de soluto____  x 100
                                                               Mililitros de disolución

Ejemplo:
¿Cuál es el % P/v de NaCI en una solución que contiene 10g de soluto en 120 mL de solucion?
Datos:
% p/v NaCI = ?  
Volumen solución = 120 mL
Masa NaCI= 10g


Solución :

%p/v  NaCI=        masa NaCI______  x 100 =    10 g__  x100 = 8.33 %
                        Volumen disolución                       120 mL

Ejemplo:

Calcula la cantidad de gramos de MgCI2 que se requiere para preparar 150 mL de disolución acuosa de MgCI2 al 12% (p/v).

Datos:
Masa MgCI2= ?                           volumen solución = 150 mL = 150 g
% MgCI2 = 12%
Solución:


Masa MgCI2 = (12%)   150g_  =18g
                                        100%

3. Porcentaje volumen a volumen (% v/v)
Se emplea para expresar concentraciones de liquidos y relaciona el volumen de un soluto en un volumen de 100 mililitros de disolución. Es decir, si tenemos una disolución acuosa al 5% en volumen de alcohol etílico, esto indica que hay 5 mL de alcohol etílico en 95 mL de H2O.

Expresión analítica:                   %v/v =       mililitros de soluto__         x 100
                                                                                 Mililitros de solución

Ejemplo:
¿Cuál es el % v/v de una disolución que contiene 5 mL de HCI en 100 mL de agua?
Datos:
% v/v  HCI=?                     V     = 5 ML                 V          = 100 ML
                                                   HCI                                             H2O

Solución:
% v/v HCI=       V
                                  HCI_________ x 100
                    V disolución


V disolución = V HCI + V H2O = 5 m L + 100 ml = 105 ml

% v/v HCI =    5ml___         x 100 = 4.8%
                        105 ml


Ejemplo:
¿Cuántos mililitros de acido acético se necesitan para preparar 300 ml de disolución al 20% (v/v)?

Datos:
V acido acético =?           V disolución = 300 ml                %v/v acido acético = 20%


Solución :


V ácido acético = (% acido acético)  V disolución    = (20%)=  300 ml    = 60 ml
                                                                            100 %                                100 %



4. partes por millón (ppm)

Este tipo de concentración se utiliza cuando se tienen disoluciones muy diluidas. De manera análoga, el porcentaje en peso que representa el peso de soluto en 100 partes de disolución, las partes por millón se refieren a las partes de soluto por cada millón de partes de disolución. Por ejemplo, una disolución que tiene 8 ppm de iones de CI   , significa que hay 8 partes de CI- en un millón de partes de disolución.

De manera cuantitativa podemos plantear las siguientes consideraciones.


Expresión analítica:   ppm =  miligramo de soluto   o  ppm =  miligramo de soluto
                                                            Kg de disolución                                L de solución


Ejemplo:
Una muestra de agua de 600 ml tiene 5 mg de F- . ¿Cuántos ppm de ion fluoruro hay en la muestra?

Datos:

V H2O = 600 ml = 0.6 L                     masa F-= 5mg                   ppm= ?

Solución:

Ppm F- =         mg F-          = 5mg   = 8.33 ppm
                       L disolución      0.6 L


Ejemplo:
Calcula las ppm de 120 mg de Na+ contenidos en 1500 g de agua.

Datos:
Ppm Na+ = ?                    masa Na+ = 120 mg                     masa H2O = 1500 g = 1.5 kg

Solución:

Ppm Na+ =        mg Na+        = 120 mg  = 80 ppm
                       Kg disolución      1.5 kg


UNIDADES QUIMICAS

Al efectuarse una reacción química, ésta debe ajustarse a los principios o leyes que rigen las relaciones ponderales entre las sustancias que transformarán sus identidades originales por otras nuevas. Generalmente, la concentración de las sustancias que realizan el cambio químico se expresa en unidades con un amplio sentido de aplicación en el lenguaje disciplinario de la química. Por ello, el mol y los equivalentes gramo determinarán en gran medida su aplicación en la concentración de las soluciones.

1.       Solución molar (M)

La molaridad  se expresa por la literal M y relaciona los moles de soluto por el volumen de la solución expresada en litros.


Expresión analítica: 

Molaridad =    moles de soluto
                              L de disolución


Por lo tanto:

M=   n
         V

Donde:

n=numero de moles de soluto
V=volumen de disolución
M=concentración molar de la disolución


Ejemplo:

¿Cuál es la molaridad de una disolución de 2 moles de KOH en 2.5 litros de disolución?

Datos:
  M= ?                       n=2 moles KOH              V= 2.5 L


Solución:

M=   n  =  2 moles KOH = 0.80  moles KOH  = 0.80 M
         V           2.5L                                 L



Ejemplo:
¿Cuál es la molaridad de 250g de H2SO4 en 2500 ml de disolución?

Datos:


M = ?                  n=(250g)  1mol H2SO4    =  2.6 moles H2SO4
                                                           98g
V= 2500 ml = 2.5 L

Solución:
M = n =   2.6 moles H2SO4 = 1.02 moles H2SO4 = 1.02 M
        V                   2.5L                               L



Ejemplo:
¿cuantos gramos de NaOH se necesitan para preparar 1500 ml de disolución 0.50 M?
Datos:
Masa NaOH= ?            V= 1500 ml= 1.5 L            M= 0.50 mol NaOH
                    L

Solución:
A partir de M = n   despeja a  n y obtienes: n = MV; ahora sustituye sus valores:
                            V



n=  0.5 mol NaOH   (1.5 L) = 0.75 mol NaOH
                 L

Convierte los moles a gramos con la conversión correspondiente:


(0.75 mol NaOH)      40g NaOH      = 30g NaOH
                                   1 mol NaOH


Masa NaOH = 30g
2.       Solución molal (m)

La molalidad es una concentración de las disoluciones que relaciona los moles de soluto por los kilogramos del disolvente. Este tipo de concentración es utilizada en la determinación de algunas propiedades coligativas de las disoluciones (aumento en el punto de ebullición y disminución o abatimiento en el punto de congelación).


Expresión analítica:

m=                n_____
          kg disolvente


Donde:
n=moles de soluto
kg disolvente= kilogramos de disolvente
m=concentración molal de la disolución



Ejemplo:

Calcula la molalidad de una disolución que tiene 0.5 moles de NaCI en 0.2 kg de agua.

Datos:
M=?              n=0.5 mol NaCI              Kg disolvente = 0.2 kg H2O

Solución:

m=              n______    =   0.5 mol NaCI   =  2.5      mol NaCI   = 2.5 m
         kg disolvente             0.2 kg H2O                          kg H2O



Ejemplo:

Calcula la molalidad de una disolución que contiene 12g de Mg(OH)2 en 500 ml de H2O.

Datos:
m=?


 n=(12g Mg(OH)2)   1 mol Mg(OH)2      = 0.2 mol Mg(OH)2
                                         58g Mg(OH)2



Kg disolvente =(500 ml)   1g_   = 500g = 0.5 kg H2O
                                             1ml
Solución:

m=                n                =   0.2 mol Mg(OH)2   =  0.4 mol Mg(OH)2    =  0.4 m
            kg disolvente          0.5 kg H2O                    kg disolvente



Ejemplo:

Calcula los gramos de NaOH que se requieren para preparar una disolución 0.80 m en 1200 ml de agua.

Datos:
Masa NaOH= ?                     m=  0.80 mol NaOH
                                                                    Kg H2O



Kg H2O= (1200 ml)  1g          1kg       = 1.2kg
                                    1ml       1000g

Solución:
A partir de m=   n__   ,  despejas n y obtienes n = (m)(kg); sustituyendo en la fórmula resulta:
                             Kg



n=    o.80 mol NaOH    (  1.2 kg H2O)   = 0.96 mol NaOH
               kg H2O


Convierte los moles a gramos:


Masa NaOH=   (0.96 mol NaOH)    40g NaOH         = 38.4g NaOH
                                                             1 mol NaOH





3.       solución Normal (N)

La normalidad es una concentración de las disoluciones utilizada en los procesos de neutralización y titulación entre las sustancias ácidas y básicas. Este tipo de concentración relaciona los equivalentes gramo del soluto por los litros de solución.


Expresión analítica:      N= E_
                                               V

Donde:
E= Eq-g soluto
V= litros de solución
N= concentración normal

En este tipo de concentración utilizaremos otra unidad química de masa denominada
 Equivalente- gramo (Eq-g) que corresponde a la cantidad de materia que de manera proporcional intervendrá en los cambios químicos o bien a la medida de poder de combinación que se utiliza para cálculos en reacciones químicas.

El Equivalente-gramo de un elemento o compuesto se denominará de acuerdo con las características propias de dicha sustancia en sus combinaciones.

1.       Equivalente-gramo de un elemento:           Eq-g elemento=            peso atómico
                                                                                                                                       Numero de oxidación

2.       Equivalente-gramo de un ácido:                   Eq-g ácido=                  peso molecular
                                                                                                                                                Numero de H+

3.       Equivalente-gramo de una base:                  Eq-g base=                    peso molecular
                                                                                                                                              Numero de OH-
4.       Equivalente-gramo de una sal:                      Eq-g sal=                       peso molecular
                                                                                                                          Carga del anión o catión


Ejemplo:
Los equivalentes –gramo de cada sustancia son:

Elemento:
1.       Al3+ ;                   Eq-g Al3+ = 27g     =9g                            1 Eq-g Al3+ = 9g
                                                                        3
2.       S2-;                       Eq-g S2- =  32g  = 16g                             1 Eq-g S2- = 16g
                                                   2
Ácidos:

3.       HCI ;                      Eq-g HCI =  36.5 g = 36.5g                   1 Eq-g HCI = 36.5
                                                       1

4.       H2SO4;                  Eq-g H2SO4 = 98g  =49g                     1 Eq-g H2SO4 = 49g
                                                          2

Bases:
5.       NaOH ;                 Eq-g NaOH= 40g  =  40g                       1 Eq-g NaOH= 40g
                                                       1

6.       Al(OH)3;               Eq-g Al(OH)3= 78g = 26g                       1 Eq-g Al (OH)3=26g
                                                           3

Sales:
7.       K2SO4;                   Eq- g K2SO4 = 174 g =  87g
                                                              2

8.       Al2(SO4)3;             Eq.g Al2 (SO4)3=  342g  =57g
                                                                  6

Para determinar la concentración normal (N) debes aprender a realizar las conversiones de unidades como se muestra en los siguientes ejemplos:

Ejemplo:

100g NaOH                         Eq-g

Relacionando estequiométricamente estas unidades observaras que:


(100g NaOH)     1 Eq-g NaOH    = 2.5 Eq-g NaOH 
                       40g NaOH

Ejemplo:
1.8 Eq-g H2SO4                          gramos
Aplicando el mismo procedimiento analítico tendrás:
(1.8 Eq-g H2SO4)  49g H2SO4       = 88.2g H2SO4
                               1 Eq-g H2SO4

Ahora podras interpretar adecuadamente la unidad de concentracion quimica normal.Para ello, debes analizar la información proporcionada y desarrollar el procedimiento metodológico sugerido. Analiza los siguientes ejemplos:
Ejemplo:
¿Cuál es la normalidad de una disolución de HCI que contiene 0.35 Eq-g en 600 ml de dicha disolución?
Datos:
N= ?                E= 0.35 Eq-g HCI                 V=600ml =0.60 L
Solución:
N= E   =  0.35 Eq-g HCI = 0.58  Eq-g HCI  = 0.58 N
      V              0.6 L                                  L

Ejemplo:
Calcula la normalidad que habrá en 1200ml de disolución, la cual contiene 50g de H2SO4.
Datos:
N= ?            E=(50g H2SO4)  1Eq-g H2SO4     = 1.02 Eq-g H2SO4        V=(1200ml)=1.2 L
                                                   49g H2SO4

Solución:
N= E   =    1.02 Eq-g H2SO4  = 0.85   Eq-g H2SO4   =  0.85 N
      V                  1.2 L                                      L



Ejemplo:
¿Cuántos gramos de soluto Habrá en 800 ml de disolución 0.75 N de H3BO3?
Datos:
Masa H3BO3= ?               V= 800  ml = 0.8 L             N= 0.75  Eq-g H3BO3
                                                                                                                L


Solución:
A partir de N = E  , despeja E y tendrás E = NV ; sustituyendo valores:
                           V


E= 0.75 Eq-g H3BO3 (0.8 L)  =  0.60 Eq-g  H3BO3
                         L


Realizando la conversión:

Eq-g                    gramos

Obtienes:


Masa de H3BO3 = (0.60 Eq-g H2BO3)  20.6g H3BO3  = 12.36g
                                                                    1 Eq-g H3BO3
                                                                       



4.- fracción molar  (X)
La fracción molar es una forma de expresar la concentración de las disoluciones relacionando los moles de soluto por los moles de la disolución. La fracción molar es adimensional.

Expresión analítica:
X=                moles de soluto___________    =     moles de soluto
    Moles de soluto+ moles de disolvente          moles de disolución


Por lo tanto:

XA =               n A_____________       = n A
          nA soluto + n B disolvente           n T


Donde:
n=numero de moles
X=fracción molar


Ejemplo:
Una disolución contiene 20g de NaOH y 100 g de H2O. calcula la fracción molar de NaOH  y H2O.
Datos:
Masa NaOH = 20g                            masa H2O=  100g


nNaOH = (20g)  1mol   = 0.5 ml                         n H2O= (100 g )  1 mol  =  5.55 mol
                              40g                                                                                  18 g




 N disolución  = nNaOH + n H2O                           n disolución = 0.5 mol + 5.55 mol
N disolución = 6.05 mol

Solución:
XNaOH =      nNaOH              =   0.5 mol    = 0.083
                     N disolución           6.05 mol



XH2O =       n H2O_____  =  5.55 mol     =  0.917
                  N disolución         6.05 mol



Observa que :
 XNAOH + XH2O = 1                 0.083 + 0.917  = 1                1 = 1

Por lo tanto, la suma de las fracciones molares es igual a 1.



1 comentario: