30104433 Normalidad Formalidad Molaridad y Molalidad

7/29/2019 30104433 Normalidad Formalidad Molaridad y Molalidad

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UNIVERSIDAD NACIONAL

SAN LUIS GONZAGA DE ICA

ALUMNO: CASTILLO AQUIJE MANUEL CARLOS

DOCENTE: ING. ROSALIO CUSI PALOMINO

AO: 4TO CICLO: VII B

2010

INTRODUCCIN


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Por medio del presente trabajo se quiere dar a conocer detalladamente las pautas para

diferenciar cuando se forman o no las soluciones y adems como hallar las

concentraciones de estas por medio de la practica o la experimentacin, para as poder

establecer una relacin entre los principios tericos y los hechos experimentales, lo cual

nos permitir desarrollar habilidades y conocimientos en este campo y poder emplearlo

en la solucin de problemas de nuestra vida diaria

y FORMALIDADLa formalidad (F) es el nmero de peso-frmula-gramo por litro de disolucin.

F = n PFG / volumen (litro disolucin)

El nmero de peso-frmula-gramo tiene unidad de g / PFG.

y MOLALIDADLa molalidad (m) es el nmero de moles de soluto por kilogramo de disolvente ( no de

disolucin). Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea un

matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de

precipitados y pesando con una balanza analtica, previo peso del vaso vaco para poderle

restar el correspondiente valor.

La principal ventaja de este mtodo de medida respecto a la molaridad es que como el

volumen de una disolucin depende de la temperatura y de la presin, cuando stas

cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no est en funcin del

volumen, es independiente de la temperatura y la presin, y puede medirse con mayor

precisin.

Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante.

La principal ventaja de este mtodo de medida respecto a la molaridad es que como el

volumen de una disolucin depende de la temperatura y de la presin, cuando stas

cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no est en funcin del


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volumen, es independiente de la temperatura y la presin, y puede medirse con mayor

precisin

Ejemplo:

Cul es la molalidad de una disolucin de 3,2g de CH3OH en 200g de agua?

Peso Molecular del soluto = 12 + (4 x 1) + 16 = 32

nmoles de soluto = 3,2/32 0,1 moles

m (0,1 moles de soluto)/(0,2 Kg de disolvente) = 0,5 m

ALGUNAS TRANSFORMACIONES

MOLALIDAD A FRACCIN MOLAR: Se puede llevar a cabo con esta frmula:

donde Xs es la fraccin molar de soluto, m es la molalidad y PMd es el peso molecular del

disolvente.

MOLALIDAD A MOLARIDAD: Puede utilizarse la siguiente frmula:

Donde s es el soluto.

y MOLARIDADEsta unidad de concentracin se basa en el volumen de una solucin y por ello es

conveniente utilizarla en los procedimientos del laboratorio en donde la cantidad medida


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es el volumen de solucin. La molaridad se define como el nmero de moles de soluto por

litro de solucin (tambin como el nmero de milimoles de soluto por mililitro de

solucin):

en donde M es la molaridad, n es el nmero de moles de soluto y V es el volumen de

solucin expresado en litros. Ya que:

en donde g representa los gramos de soluto y MM la masa molecular del soluto, de aqu

que

Cuando se da la informacin de la concentracin de una especie qumica en moles por

litro esto se indica poniendo la frmula de la especie dada entre corchetes. Por ejemplo,

[H+] = 0.1 nos indica que la concentracin de H

+es de 0.1 moles/litro.

Tratndose del equilibrio qumico, es necesario distinguir entre la concentracin analtica

que no es ms que el nmero total de moles de un soluto en un litro de solucin y lamolaridad analtica de una especie en equilibrio. Por ejemplo, si aadimos 0.1 moles de

cido actico a un litro de agua, tendremos una concentracin analtica de cido actico

0.1 molar. Sin embargo en virtud del equilibrio:

una fraccin de las molculas de cido actico estar ionizada por lo que la concentracin

real de la especie CH3COOH ser menor que 0.1 molar.

Algunos reactivos de mucha aplicacin en anlisis qumico son manufacturados en estadolquido como una disolucin concentrada de la sustancia de inters. Entre estas sustancias

tenemos la mayora de los cidos que con mayor frecuencia se utilizan en los laboratorios

como son el cido sulfrico, clorhdrico, etc.

En los frascos de estos cidos concentrados nos indican los fabricantes su porcentaje (%

masa/masa) y densidad de la solucin del cido. Con estos datos podemos calcular el

volumen necesario del cido concentrado para preparar un cido ms diluido. Para ello

nos basamos en la masa de reactivo necesaria para preparar la solucin es igual a la masa


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que encontramos de ese reactivo en una solucin concentrada. Por ejemplo para una

solucin diluida cuya concentracin se da en forma de molaridad:

En general la ley de conservacin de la masa, en este caso particular aplicada a las

soluciones, nos exige que el nmero de moles al preparar una dilucin de una solucin se

mantenga constante y esto se expresa por:

EJEMPLOS DE CLCULOS RELACIONADOS CON LA MOLARIDAD

Ejercicio 1. Calcule la molaridad de una solucin que contiene 6.00 g de NaCl (MM 58.44)

en 200 ml de solucin.

Ejercicio 2. Calcule el nmero de moles y el nmero de gramos de KMnO4 (MM 158.0) en3.00 litros de una solucin 0.250 M.

Ejercicio 3. Cuntos mililitros de H2SO4 concentrado al 95% (r = 1.84 g/mL) se necesitarn

para preparar 2.5 l de solucin 2 M de este cido.

El nmero de gramos de H2SO4 necesarios ser:


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en cada mL

de H2SO4 hay:

Y la cantidad de mL necesarios ser:

y NORMALIDADAl igual que la molaridad, esta unidad de concentracin se basa en el volumen de

solucin. La normalidad se define como el nmero de equivalentes del soluto por litro de

solucin

en donde N es la normalidad, #eg es el nmero de equivalentes, y V es el volumen de la

solucin expresado en litros. Esta definicin puede ser extendida cuando se emplea el

concepto de miliequivalente gramo y el volumen se maneja en mililitros ya que (usando el

anlisis dimensional):

Pues:


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en donde g representa los gramos de soluto y ME la masa del equivalente, por lo que

A continuacin se define e ilustra la determinacin de la masa del equivalente-gramo en

los diferentes tipos de reacciones. Esto se basa en que en las reacciones qumicas las

sustancias reaccionan equivalente a equivalente. Este es el fundamento de la volumetra,

cuestin que veremos con ms detalle en otra seccin.

1. REACCIONESS DE NEUTRALIZACIN. La masa del equivalente-gramo de una sustancia

en volumetras de neutralizacin es la masa de la sustancia que puede suministrar,

reaccionar con, o ser qumicamente equivalente a un tomo gramo de protones (H+) en la

reaccin que tiene lugar. As, la masa del equivalente-gramo del HCl coincide con su masamolecular; la masa del equivalente-gramo del H2S04 es la mitad de la masa molecular. La

masa del equivalente-gramo del cido actico, CH3COOH coincide con su masa molecular;

el hecho de que el cido actico est dbilmente ionizado nada tiene que ver con la

equivalencia, pues en su reaccin con una base el cido actico aporta a la reaccin todo

su contenido en protones. Las tres etapas de la ionizacin del cido fosfrico, H3P04,

condiciona que puede proporcionar protones (o ser neutralizado) por etapas, en

reacciones independientes con puntos finales propios. Por consiguiente, el cido fosfrico

tiene masas del equivalente-gramo diferente, representado por H3P04/1, H3P04/2 y

H3P04/3, segn se neutralicen 1, 2 o sus 3 protones. Es un principio universal que la masa

del equivalente-gramo est determinado por la reaccin que tenga lugar.La masa del equivalente-gramo de una base es la masa de ella que reacciona con o acepta

un tomo gramo de protones. As, la masa del equivalente-gramo del hidrxido sdico es

NaOH/1; el del hidrxido brico, Ba(OH)2/2; el del carbonato sdico, Na2CO3/1 cuando

pasa a HCO3~, y Na2CO3/2 cuando pasa a H2C03.

2. FORMACIN DE PRECIPITADOS, COMPLEJOS O ELECTROLITOS DBILES. En este tipo de

volumetras, la masa del equivalente-gramo de una sustancia es la masa de la misma que

proporciona, reacciona con, o es qumicamente equivalente a un tomo gramo de un

catin monovalente en el precipitado, complejo o electrolito formado. En la precipitacin

volumtrica del cloruro de plata, un mol de AgNO3 contiene un equivalente, porque es la

cantidad de dicha sustancia que aporta un tomo gramo de Ag+, catin monovalente, en elprecipitado.

En la misma reaccin la masa del equivalente-gramo del KCl coincide con su masa

molecular, pues dicho compuesto aporta la cantidad de ion cloruro que reacciona con un

tomo gramo del catin monovalente Ag+. En su precipitacin en forma de AgCl, la masa

del equivalente-gramo del cloruro de bario es BaCl2/2. Si se precipita en forma de BaCrO4la masa del equivalente-gramo del K2CrO4 es K2CrO4/2, porque la mitad dla masa


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molecular aporta una cantidad de ion cromato que reacciona con la mitad de un tomo

gramo del catin divalente Ba2+

para formar el precipitado de BaCrO4. La mitad del tomo

gramo de un catin divalente es equivalente a un tomo gramo de un catin

monovalente.

En la reaccin

la masa del equivalente-gramo del cianuro potsico es 2KCN, pues se necesitan 2CN-

para

completar la reaccin con un tomo gramo del catin monovalente Ag+

en la formacin

del complejo. Obsrvese que la equivalencia del KCN se funda en su reaccin con Ag+, y no

en el ion potasio del KCN; el K+

no juega ningn papel en la reaccin. La equivalencia

fundada en la monovalencia del potasio conducira a una conclusin errnea. En la

formacin del electrolito dbil HgCl2, el equivalente del NaCl coincide con la masa

molecular; pero en la formacin del complejo HgCl4-, el equivalente es 2NaCl. No puededarse un nfasis mayor a la afirmacin de que el equivalente se determina mediante la

reaccin que tiene lugar.

3. REACCIONES REDOX. En volumetras redox, la masa del equivalente-gramo de una

sustancia es la masa de la misma que aporta, recibe (reacciona con) o es qumicamente

equivalente a un mol de electrones transferidos en la reaccin que tenga lugar.

La mejor forma de deducir el equivalente de una sustancia es escribir la ecuacin de su

semirreaccin ion-electrn y observar el nmero de electrones necesarios por cada mol

de la sustancia que interesa. De la misma forma que los cidos poliprticos pueden tener

masas de equivalente-gramo diferentes, las sustancias que pueden sufrir varios cambios

diferentes de electrones, tienen en cada cambio distinto peso equivalente. Por ejemplo, la

masa del equivalente-gramo del permanganato potsico es su masa molecular dividida

por 5, o 3, segn se reduzca a Mn2+

o MnO2 respectivamente. En la semirreaccin

el equivalente del dicromato de potasio es su peso frmula entre 6.

EJEMPLOS DE CLCULOS RELACIONADOS CON LA MOLARIDAD

Ejercicio 1.

Calcule la normalidad de una disolucin de cido sulfrico que se prepara disolviendo 2

mL de cido concentrado al 95 % (densidad 1.84 g/L) en agua y aforando hasta 250 mL.


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R/

Ejercicio 2.

Calcule el nmero de gramos de Na2CO3 puro que se requieren para preparar 250 ml de

una solucin 0.150 N. El carbonato de sodio se va a titular con HCl de acuerdo a la

ecuacin:

R/ Cada mol de Na2CO3reacciona con dos moles de H+, por lo que su peso equivalente es

la mitad de su peso molecular, o sea 105.99/2 = 53.00 g/eq. De aqu:

Ejercicio 3.

Calcule la normalidad de una solucin de nitrato de nquel preparada al disolver 2.00 g de

nquel metlico puro en cido ntrico y diluyendo a 500 ml. Al titular el nquel con KCN

ocurre la siguiente reaccin:

R/ El peso equivalente del nquel es la mitad de su peso atmico debido a que el nquel es

un ion divalente. Por lo tanto,

Ttulo o litro de las disoluciones.

Lo referente a la reaccin equivalente a equivalente de las sustancias en las reacciones

qumicas nos conduce a que hay otra manera de expresar la concentracin y que es de

mucho empleo en qumica analtica, que es el ttulo de una solucin. Las unidades del

ttulo estn dadas en peso por unidad de volumen, pero el peso en lugar de ser el del

soluto es el de la sustancia con la que reacciona la solucin. Por ejemplo, si 1.00 ml de


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solucin de hidrxido de sodio neutraliza exactamente a 2 mg de cido actico, la

concentracin del hidrxido se puede expresar como igual a 2.00 mg de cido actico por

mL. La concentracin como ttulo (T) se puede convertir fcilmente a normalidad y

viceversa, como se ve en la siguiente relacin:

Tomando en cuenta que la masa del equivalente que se toma es la de la sustancia con que

reacciona la solucin y no la del soluto.

Ejercicio 4.

Determine el ttulo en cloruro del nitrato de plata 0.01N.

R/

CONCLUSIN

En sntesis podemos decir que las Soluciones son de suma importancia ya que se forman y

las formamos a diario en nuestra vida y son la base de la realizacin de algunas de

nuestras actividades como por ejemplo la alimentacin, ya que aqu se tiene muy en

cuenta la concentracin y de que estn formados algunas bebidas o alimentos que se nos

venden o nosotros mismos preparamos

Como fue de esperar pudimos comprobar que toda la teora que sabamos y estudiamos,

se cumple en la vida, ya que todas las soluciones tienen diversas caractersticas o

propiedades como dicen los libros y las personas que conocen el tema, lo cual nos ha

permitido reconocer y diferenciar bien cuando se forma o no una solucin.

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