BIOQUÍMICA Dr. Jorge S. Morales Ciudad
1
Docente: Jorge S. Morales Ciudad
CANTIDAD DE SUSTANCIA
Número de Avogadro NA
•Por número de Avogadro se entiende al número de entidades
elementales (es decir, de átomos, electrones, iones, moléculas)
que existen en un mol de cualquier sustancia.
NA = 6,023 x 10 23
CANTIDAD DE SUSTANCIA
•Es la cantidad de materia que contiene el número de Avogadro, NA, de partículas unitarias o entidades fundamentales (ya sean éstas moléculas, átomos, iones, electrones, etc.).
1 mol = 6,023 x 10 23 unidades
1 mol de partículas = 6,023 x 10 23 partículas
1 mol de átomos = 6,023 x 10 23 átomos
1 mol de moléculas = 6,023 x 10 23 moléculas
1 mol de iones = 6,023 x 10 23 iones
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MOL
• Es una unidad de medida que sirve para contar partículas
(átomos, moléculas o iones).
• Equivale a 6,023x1023 partículas.
• Es un número muy grande tal que:
602.300.000.000.000.000.000.000 trata de leerlo.
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MOL
•Es la unidad internacional adoptada de
CANTIDAD DE MATERIA.
• 1 mol de O = 6,023 x 10 23 átomos de O
•1 mol de C = 6,023 x 10 23 átomos de C
•1 mol de H2O = 6,023 x 10 23 moléculas de H2O
•1 mol de iones (OH)- = 6,023 x 10 23 iones (OH)-
•(2 mol de CO2) = 2x(6,023 x 10 23 moléculas de CO2) = 12,046 x 10 23 moléculas de CO2
Ejemplo:
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MOL
¿Qué tan grande es un mol?
El número de Avogadro es más grande que la cantidad de granos de
arena en las dunas del desierto.
Un mol de puntos ( . ) puestos uno al lado de otro igualaría el radio
de nuestra galaxia.
Un mol de canicas colocadas una junto a la otra podría cubrir la
superficie de estados unidos con 100 km de profundidad
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MOL
MXn X = símbolo de un elemento M = coeficiente N = subíndice
MXnYnZn
XYZ= Fórmula de un compuesto
M= coeficiente
n= número de átomos
Coeficiente: indica número de moléculas Subíndice: indica número de átomos X, Y o Z representa los símbolos de los elementos.
Representación gráfica de un elemento a través de un símbolo
Representación gráfica de un compuesto a través de una fórmula
¿Cómo se debe calcular la masa molecular?
CANTIDAD DE SUSTANCIA
Cl2
Número de moléculas : 1 Número de átomos: 2 átomos de cloro Total de átomos : 2 átomos
3 N2 Número de moléculas : 3 Número de átomos: 6 átomos de nitrógeno Total de átomos : 6 átomos
2 H2SO4
Número de moléculas : 2 Número de átomos: 4 átomos de Hidrógeno 2 átomos de azufre 8 átomos de oxígeno Total de átomos : 14 átomos
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MASA MOLECULAR ( o mal llamado PESO MOLECULAR)
•La masa molecular o “peso molecular” es el resultado de la suma de las masas atómicas de los elementos que forman una molécula.
¿Cómo calcular masa molecular?
Para calcular la masa se requiere:
1. Determinar el numero de átomos y moléculas que tiene la
sustancia.
2. Las masas atómicas, dato que se obtiene de la Tabla periódica.
3. Sumar las masas atómicas de cada uno de los elementos que
constituyen la molécula.
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MASA MOLECULAR ( o mal llamado PESO MOLECULAR)
Ejemplo:
Masa Molecular del H2O:
• Peso atómico H = 1 g de H / mol de H
• Peso atómico O = 16 g de O / mol de O
Así: M = 2 (1 g de H / mol de H) + 1 (16 g de O / mol de O)
M = 18 g de H2O / mol de H2O
M Símbolo ó PM
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuál es la masa molecular del Na NO3? Solución: Número de moléculas : 1 Número de átomos: 1 átomo de sodio: 23 x 1 = 23 1 átomo de nitrógenos: 14 x 1 = 14 3 átomos de oxigeno: 16 x 3 = 48 Masa molecular : 85 g/mol Total de átomos: 5 átomos
¿Cómo calcular masa molecular?
Ejemplo:
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuál es la masa molecular del 2Al4(As2O7)3? Respuesta: Número de moléculas : 2 Número de átomos: 8 átomos de Aluminio: 27 x 8 = 216 12 átomos de Arsénico: 75 x 12 = 900 42 átomos de oxigeno: 16 x 42 = 672 Masa molecular : 1788 g/mol Total de átomos: 62 átomos
¿Cómo calcular masa molecular?
Ejemplos:
CANTIDAD DE SUSTANCIA
Peso Molecular Es la suma de los pesos atómicos de todos los átomos presentes en una molécula
Ejemplo: del H2SO4 = (1.0079 x 2) + (32.064 x 1 ) + (15.9994 x 4)
= 98.0774 g/mol
Mol = 6.023 x 1023 átomos, iones, partículas
1 mol de H2O = 18 g 1 mol de O2 = 32 g 1 mol de NaCl = 58.5 g
M
CANTIDAD DE SUSTANCIA
Ejercicios: Calcula la masa molecular de las siguientes moléculas
a)CaCO3 b) H2SO4 c) NH3
d) Fe(NO3)3 e) C6H12O6 f) C6H14
g) HCl h) NaOH i) C2H2
j) Al(OH)3 k) MgO l) CO2
m)HNO3 n)CuSO4 ñ)Fe2O2
CANTIDAD DE SUSTANCIA
CANTIDAD DE SUSTANCIA
CANTIDAD DE SUSTANCIA
1 molécula de H2O
Número de Avogadro
de moléculas
6,023x 10 23moléculas
MASA MOLAR
CANTIDAD DE SUSTANCIA
• Es la masa de un mol . • Su unidad es el g/mol. • M= masa(g)/nºmoles.
•La masa de un mol de cualquier sustancia es el número de gramos de
esa sustancia igual en valor a su masa molecular (“peso molecular”) en
caso de moléculas, o igual a su masa atómica (“peso atómico”) en caso
de átomos.
En el caso de ÁTOMOS •Es la masa atómica (“peso
atómico”) expresada en gramos.
•Es la masa, en gramos, de un mol
de átomos o sea la masa de
6,023.1023 átomos (número de
Avogadro).
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MASA MOLAR
Definimos masa molar como la masa de un mol de sustancia en gramos.
Si tenemos un mol de átomos de carbono su masa es 12 g.
Si tenemos dos moles de átomos de carbono su masa es 24 g.
Si tenemos tres moles de átomos de carbono su masa es 36 g.
Si tenemos cuatro moles de átomos de carbono su masa es 48 g.
moles gramos
1 12
2 24
3 36
4 48
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MASA MOLAR
(1) 0,5 moles de N = 7 g N
(2) 1 mol de Ca = 40 g Ca
(3) 5 moles de S = 160 g S
Ejemplos:
(1) 0,5 moles de N = 7 g N = 3,011 x 1023 átomos de N
(2) 1 mol de Ca = 40 g Ca = 6,023 x 1023 átomos de Ca
(3) 5 moles de S = 160 g S = 30,115 x 1023 átomos de S
Relacionándolo con el número de átomos:
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MASA MOLAR
En el caso de MOLÉCULAS
•Es la masa molecular (“peso molecular”)
expresada en gramos.
•Es la masa, en gramos, de un mol de
moléculas o sea la masa de 6,023.1023
moléculas (número de Avogadro).
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MASA MOLAR
(1) 1 mol-g H2O = 18 g H2O
(2) 1 mol-g CO2 = 44 g CO2
(3) 10mol-g NH3 = 170 g NH3
Ejemplos:
(1) 1 mol-g H2O = 18 g H2O = 6,022 x 1023 moléculas de H2O
(2) 1 mol-g CO2 = 44 g CO2 = 6,022 x 1023 moléculas de CO2
(3) 10mol-g NH3 = 170 g NH3 = 6,022 x 1024 moléculas de NH3
Relacionándolo con el número de átomos:
SO2
CANTIDAD DE SUSTANCIA
MASA MOLAR
Compuesto
Masa molar
Contiene
1 mol de Agua (H2O)
18,0 g
6,022 × 1023
moléculas de agua 6,022 × 10
23 átomos de oxígeno
12,044 × 1023
átomos de hidrógeno
1 mol de Anhidrido sulfúrico ó
Trióxido de azufre (SO3)
80,06 g
6,022 × 1023
moléculas de trióxido de azufre 6,022 × 10
23 átomos de azufre
18,066 × 1023
átomos de oxígeno
1 mol de Cloruro férrico ó
Tricloruro de hierro (FeCl3)
162,35 g
6,022 × 1023
moléculas de tricloruro de hierro 6,022 × 10
23 átomos de hierro
18,066 × 1023
átomos de cloro
CANTIDAD DE SUSTANCIA
NÚMERO DE MOLES (n)
n = m
M
donde n: número de moles de X
m: masa de X, expresada en g
M : masa molecular de X (si es molécula), expresada en g/mol
M : masa atómica de X (si es átomo), expresada en g/mol
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuántos moles hay en 24.5 g de ácido sulfúrico (H2SO4)?
Ya sabemos que el peso molecular es de 98 grs/mol, por lo que
DATOS
m : 24.5 g de H2SO4
M : 98 g de H2SO4 / mol de H2SO4
n = m
M
SOLUCIÓN Usando fórmula
n = 24,5 g de H2SO4
98 g de H2SO4 / mol de H2SO4
n = 0.25 mol de H2SO4
Ejemplo:
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuántos moles hay en 24.5 g de ácido sulfúrico (H2SO4)?
Ya sabemos que el peso molecular es de 98 grs/mol, por lo que
24,5 g de H2SO4 x 1 mol de H2SO4
98 g de H2SO4 0,25 mol de H2SO4
DATOS
m : 24.5 g de H2SO4
M : 98 g de H2SO4 / mol de H2SO4
Ejemplo:
= X =
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuántos moles hay en 350 g de Na NO3 ?
Datos:
m= 350 g de Na NO3
n= ?
M= 85 g/mol
Fórmula:
Cálculos: M= Se determino previamente : 85 g/mol
n= 350 g =
85 g/mol
Respuesta
∴ En 350 g de Na NO3 hay 4,11 moles
Ejemplo:
n = m
M
4,11 moles
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuántos moles de agua hay en 100g de agua?
Ejemplo:
Datos:
m= 100 g de H2O
n= ?
M= 18 g/mol
Cálculos: M= Se determinó previamente : 18 g/mol
n= 100 g =
18 g/mol
5,55 moles de H2O
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuántos átomos hay en 8 gramos de azufre?
Ejemplo:
Datos:
m= 8 g de S
M = 32 g de S / mol de S
n= ?
# átomos de S = ?
Cálculos: (usando facto de conversión)
X = 1 mol de S
32 g de S
X = 1, 5 x 1023 átomos de S
8 g de S x x 6,023 x 1023 átomos de S
1 mol de S
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuántos átomos hay en 8 gramos de azufre?
Ejemplo:
Datos:
m= 8 g de S
M = 32 g de S / mol de S
n= ?
# átomos de S = ?
Cálculos: (usando fórmula)
# átomos de S = n x NA
# átomos de S = 1, 5 x 1023 átomos de S
n= 8 g =
32 g/mol
0,25 moles de S
(2) Hallando # átomos de S :
# átomos de S = 0,25 moles de S x 6,023 x 1023 átomos de S
1 mol de S
(1) Hallando moles de S :
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuántos átomos hay en 0,551 gramos de potasio?
Ejemplo:
Datos:
m= 0,551 g de K
M = 39,1 g de K / mol de K
n= ?
# átomos de K = ?
Cálculos: (usando factor de conversión)
X = 1 mol de K
39,1 g de K
X = 8,49 x 1021 átomos de S
0,551 g de K x x 6,023 x 1023 átomos de K
1 mol de K
CANTIDAD DE SUSTANCIA
¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en 72,5 gramos de C3H8O?
Ejemplo:
Datos:
m= 72,5 g de C3H8O
M= 60 g de C3H8O / mol de C3H8O
# átomos de H = ?
n de S = 9,68 moles de H
CANTIDAD DE SUSTANCIA
Cálculos: (usando fórmula)
n= 72,5 g de C3H8O 60 g/mol
n= 1,21 moles de C3H8O
(1) Hallando moles de C3H8O :
(2) Hallando moles de H:
Vemos que la relación estequiométrica es:
Por 1 molécula de C3H8O hay 8 átomos de H
existiendo una proporción de 1 a 8
Así:
Por 1 mol de C3H8O hay 8 moles de H
Por consiguiente:
n de S = 1,21 moles de C3H8O x 8 mol de H 1 mol de C3H8O
(3) Hallando # átomos de H:
# átomos de H = n x NA
# átomos de H = 9,68 moles de H x 6,023 x 1023 átomos de H 1 mol de H
# átomos de H = 5,82 x 1024 átomos de H
¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en 72,5 gramos de C3H8O?
Ejemplo:
Datos:
m= 72,5 g de C3H8O
M= 60 g de C3H8O / mol de C3H8O
# átomos de H = ?
Cálculos: (usando facto de conversión)
X = 1 mol de C3H8O
60 g de C3H8O
X = 5,82 x 1024 átomos de H
72,5 g de C3H8O x x 6,023 x 1023 átomos De H
1 mol de H
8 moles de H
1 mol de C3H8O x
CANTIDAD DE SUSTANCIA
1.Calcular cuantos moles de CO2 habrá en 100 g de dicha sustancia. 2.¿ Cuántas moléculas de Cl2 hay en 12g de cloro molecular? Si todas las moléculas de Cl2 se disociaran para dar átomos de cloro, ¿Cuántos átomos de cloro atómico se obtendrían? 3. Sean 2550x103 mg de Ca3(PO4)2. Hallar (1) El número de moles de Ca3(PO4)2 (2) El número de moles de Ca (3) El número de moles de P (4) El número de moles de O (5) la masa (gramos) de P (6) El número de moleculas de Ca3(PO4)2 (7) El número de átomos de Ca (8) El número de átomos de P (9) El número de átomos de O
Ejercicios:
CANTIDAD DE SUSTANCIA
• Ejemplo:
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O 1 molécula de CH4 genera 2 moléculas de H2O
6.023 1023 moléculas de CH4 generan 2x6.023 1023 moléculas de H2O
1 mol de CH4 genera 2 moles de H2O
CANTIDAD DE SUSTANCIA
Escala en Moles
En una reacción química las proporciones se cumplen molécula a molécula ,átomo a átomo y mol a mol.
2Fe + O2 2FeO
2 moles de hierro ,y un mol de oxígeno dan 2 moles de oxido de Fe.
CANTIDAD DE SUSTANCIA
Escala en Moles
2
Docente: Jorge S. Morales Ciudad
SOLUCIONES
SOLUCIONES QUÍMICAS
PREPARACIÓN DE SOLUCIONES
1) Preparar la cantidad de soluto apropiada para el volumen deseado de disolución
2) Disolver todo el soluto en un poco de disolvente
3) Enrasar: diluir la mezcla con más disolvente hasta el volumen deseado de disolución
4) Homogenizar
La concentración es la
cantidad de soluto que está
disuelto en una proporción
definida de solvente o de
solución.
CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES
SOLUCIONES QUÍMICAS
La relación entre la cantidad
de sustancia disuelta
(soluto) y la cantidad de
disolvente se conoce como
concentración.
CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES
SOLUCIONES QUÍMICAS
Esta relación se expresa
cuantitativamente en forma de
unidades físicas y unidades
químicas, debiendo
considerarse la densidad y el
peso molecular del soluto.
CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES DE CONCENTRACIÓN
Porcentaje Masa ó Porcentaje Peso
(%M/M):
Porcentaje Volumen ó
Porcentaje Volumen-Volumen (%V/V):
Porcentaje Masa-Volumen o
Porcentaje Peso-Volumen (%M/V):
UNIDADES FÍSICAS
CONCENTRACIÓN
Concentración Simple (C):
Partes por Millón (ppm):
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
Porcentaje Peso o Porcentaje Peso-Peso (%P/P):
Porcentaje Masa del Soluto (ms) x 100%
Peso (%P/P) Masa de la Solución (msol)
%P/P ms x 100%
msol
UNIDADES: g. de soluto x 100%
g. de solución
UNIDADES: kg de soluto x 100%
kg de solución
ó también
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
Porcentaje Volumen o Porcentaje Volumen-Volumen (%V/V):
Porcentaje Volumen del Soluto (Vs) x 100%
Volumen (%V/V) Volumen de la Solución (Vsol)
%V/V Vs x 100% Vsol
UNIDADES: ml. de soluto x 100%
ml. de solución
UNIDADES: litros de soluto x 100%
litros de solución
ó también
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
Porcentaje Masa-Volumen o Porcentaje Peso-Volumen (%P/V):
Porcentaje Masa del Soluto (ms) x 100%
Peso Volumen (%P/V) Volumen de la Solución (Vsol)
%P/V ms x 100% Vsol
UNIDADES: gramos de soluto x 100%
mililitros de solución
UNIDADES: kg de soluto x 100%
litros de solución
ó también
SOLUCIONES QUÍMICAS
•¿Cómo se prepara 250 ml de una solución de NaCl al 4%?
•¿Cómo se prepara 500 ml de una solución de propanol al 10%?
•Determine el porcentaje peso a peso %p-p de una solución que tiene 20 grs. de sal disuelto en 55 grs., de agua.
•Determine el porcentaje volumen -volumen %v-v de una solución que tiene 15 cc. de alcohol disuelto en 45 cc., de agua.
•Determine el porcentaje volumen –volumen %v-v de una solución que tiene 150 g leche en 2 l, de agua. La densidad de la leche es 1,03 g/ml
Ejercicios
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
•¿Qué cantidad de soluto contiene 1,5 litros de una solución de K2SO4 al 6% •Se tiene 3 g de glucosa y se disuelven en agua hasta completar un volumen de 400 ml de solución ¿Cuál es el porcentaje de esta solución preparada? •Se tiene 1,8 g de KI y suficiente agua destilada. ¿Qué volumen de solución al 0,3% se podrá preparar?
SOLUCIONES QUÍMICAS
•Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la solución en % p/p.
• Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 mL de solución. Calcular su concentración en % p/v.
•Calcular la concentración en volumen de una solución alcohólica, que contiene 15 mL de alcohol disueltos en 65 mL de solución.
Ejercicios
•¿Cuántos gramos de glucosa hay en 250 mL de una disolución acuosa de glucosa al 2,0% en masa que tiene una densidad de 1,02 g/mL?
•¿Qué volumen de una disolución acuosa de glucosa al 2,0% en masa, de densidad 1,02 g/mL, contiene 5,1 g de glucosa?
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
Concentración Común (C):
Concentración Común (C): Masa del Soluto (MS)
Volumen de la Solución (Vsol)
C ms Vsol
UNIDADES: gramos de soluto
litros de solución
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
• Una solución de KCl contiene 10g de sal en 80 mL de solución. Calcular su concentración en gramos por litro.
• Hallar la concentración en gramos por litro resultante de mezclar 0,250x102 Dg de alcohol disueltos en 0,4590x104 Kl de agua. (Dalcohol=0,79g/ml)
• ¿Cuál es la concentración en gramos por litro , el %v/v y el %p/v resultante de la preparación de una solución con 0,286x106 mm3 de alcohol etílico y 1,44 kg de agua?
• Se tiene una solución formada por 3,56 moles de NaCl disueltos en 2405,50 cl de solución. Hallar su concentración simple y el %p/v.
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
Partes por Millón (ppm):
Partes por Millón (ppm): Masa del Soluto (mS)
Masa o Volumen de la Solución
ppm ms
msol
UNIDADES: miligramos de soluto
kilogramos de solución
UNIDADES: miligramos de soluto
litros de solución ppm ms
Vsol
Se define como los miligramos de soluto disueltos en 1000 mL
o 1 litro de solución (o también 1000 g o 1 kg de solución)
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
Partes por Millón (ppm): (2)
UNIDADES: miligramos de soluto
kilogramos de solución
UNIDADES: miligramos de soluto
litros de solución
también
UNIDADES: miligramos de soluto
1000 gramos de solución
también
UNIDADES: miligramos de soluto
1000 mililitros de solución
ppm ms
msol
ppm ms
Vsol
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
• Calcular la concentración en ppm de una solución que contiene 0,85g de KNO3 disueltos en 670 mL de solución.
• ¿Cuál es la concentración en ppm resultante de la preparación de una solución con 0,2860x103 mm3 de alcohol etílico y 1,44 kg de agua?
• Se tiene una solución formada por 3,56 moles de NaCl disueltos en 2250,50 cl de solución. Hallar su concentración en ppm y %p/v.
• ¿Cuántos miligramos de soluto necesito para preparar 1800mL de una solución que contenga 85ppm? 153mg
• Qué cantidad de Arsénico necesito para preparar 50L de una solución que contenga 20ppm? 1000mg
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
• Se desean preparar 900mL de una solución que contenga 55ppm de Cromo. 49.5 mg
• Calcula las ppm de 50 mg de Cl en 2500 ml de H2O 19,99 mg
• Calcula las ppm de 0.035 g de SO4 en 3.5L de H2O 9.99 mg
• Calcula las ppm de 2mg de Ca+2 en 500 ml de H2O 3.99 mg
• Calcula las ppm de 0.0073 gr de CO2 en 1500 ml de H2O 4.86 ppm
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
• Los huevos de los peces constituyen un caldo de cultivo para los hongos por lo cual se acostumbra desinfectarlos sumergiéndolos 10 a 15 minutos en solución de yodo de 100 ppm. Si se desea preparar 15 litros de solución, ¿Qué masa en gramos de yodo se requerirá? 1.5g de yodo
• Exprese la concentración en ppm sabiendo que se extraen 3g de caroteno por 60 kg de zanahoria 50 ppm
SOLUCIONES QUÍMICAS
Molaridad (M)
Normalidad (N)
Molalidad (m)
UNIDADES QUÍMICAS
CONCENTRACIÓN
UNIDADES DE CONCENTRACIÓN
Fracción molar (X)
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
Molaridad (M):
Molaridad (M) Moles del Soluto (ns) Volumen de la Solución (Vsol)
UNIDADES: moles de soluto
litros de solución
Indica el número de moles de soluto disuelto hasta
formar un litro de solución
solV
sn
M (1)
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
Molaridad (M): Indica el número de moles de soluto disuelto hasta
formar un litro de solución
Este método es muy útil para expresar concentraciones cuando se utiliza equipo volumétrico tales como probetas, buretas o pipetas, sólo se necesita pesar cierta cantidad de soluto que corresponda a la concentración deseada y se adiciona suficiente disolvente hasta completar un volumen determinado en un matraz volumétrico aforado.
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
Molaridad (M): (3)
sM
sm
sn
Como
solV
sn
M
donde
entonces
solV
sM
sm
M
así
lVmolgsM
gs
mM
sol./UNIDADES
UNIDADES: moles de soluto
litros de solución
solVsM
sm
M.
(1)
(2)
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
1. Calcular la concentración molar de una solución disolviendo 7,2 moles de HCl en 7 litros de solución.
2. ¿Cuál es molaridad resultante de la preparación de una solución con 0,2860x103 mm3 de alcohol etílico y 1,44 kg de agua?
3. Se tiene una solución formada por 3,56 moles de NaCl disueltos en 2250,50 cl de solución. Hallar su molaridad.
4. Calcular la concentración molar de una solución de HCl que contiene 73 g en 500 mL de solución (Masa molar=36,5 g/moL).
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
8. Calcular la molaridad de cada una de las soluciones siguientes: • 1.50 g de KBr en 1.60 L de solución • 2.78 g de Ca(N03 )2 en 150 ml de solución • 2.50 g de Co (NO3) 2 en 80 ml de solución
9. Calcule la cantidad en gramos de soluto que se
necesita para preparar las siguientes soluciones acuosas: • 500 ml de solución de NaBr 0.110 M • 250 ml de solución de CaS 0.140 M • 720 mI de solución de Na2SO4 0.155 M
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
10. El amoniaco acuoso concentrado comercial tiene 29 % de NH3 en peso y tiene una densidad de 0.90 g/ml. ¿Cuál es la molaridad de esta solución?
11. Una solución de ácido sulfúrico que contiene 571.6 g de H2SO4 por litro de solución tiene una densidad de 1.329 g/ml. Calcular:
a) el porcentaje en peso y b) la molaridad del ácido sulfúrico en solución.
12. Cuántos gramos de CuSO4. 5 H2O (M = 250) se requieren para preparar 150 mL de disolución de CuSO4 (M= 160) 0,24 Molar?
13. ¿Qué masa de soluto se necesita para producir?: a.- 2,50 litros de disolución 1,20 M de NaOH. b.- 50 mL de disolución 0,01 M de AgNO3
c.- 400 mL de disolución 1 M de hidróxido de zinc (Zn(OH)2).
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios 7. Determine la molaridad de una solución de carbonato de sodio que
se ha preparado disolviendo 5.02 g de carbonato de sodio dihidratado hasta un volumen de 200mL de solución.
8. Al terminar de efectuar un análisis de agua de río se encontró que contiene 13 ppm de ión calcio (Ca2+) ¿cuál es la molaridad del CaCl2 en una muestra de 100g de agua de río ? ¿cuál es el % p/p?
9. Se tiene un frasco de H2SO4 cuya etiqueta presenta las siguientes condiciones: 98% de pureza, densidad 1,84 g/mL. Calcule la concentración M.
10. ¿Cuántos miligramos de Ag+ y de iones NO3- hay en 5 mL de una
disolución de AgNO3 0,2 M? 11. 30 litros de HCl gaseoso (en condiciones normales de temperatura
y presión) se disuelven en 2 decímetros cúbicos de agua, ¿cuál es su molaridad?
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
12. ¿Cuántos gramos de soluto están contenidos en las siguientes soluciones?
a) 750 mL de Ba(OH)2 0,01M b) 3 dm3 de HNO3 5M c) 100 mL de AgNO3 0,01M 13. Calcular la molaridad de una solución que contiene 3,42 g de
sacarosa (C12H22O11) en 200 ml de solución. M=0,05
14. ¿Cuántos gramos de CaCl2 existe en 150 ml de una solución 3M? m=49,95 g
15. Hallar el volumen de solución 0,6M de ácido sulfúrico que se podrá preparar con sólo 2,50 g de H2SO4 V= 42, 5 ml
16. Se tiene una solución de sulfato de aluminio 2 M, con densidad 1.13 g/mL. Exprese esta concentración en : •%p/p •%p/v
SOLUCIONES QUÍMICAS
Molaridad (M): Relación entre M con % p/p y densidad de disolución (4)
solV
solmsolD
Sea
además
pero
solVsM
smM
.(2)
solDsolVsolm .de donde
(a) 100./%solm
smPP
(b)
Sustituyendo (b) en (a)
100..
/%solsol DV
smPP
de donde despejamos Vsol
solsol
DPP
smV
./%
.100 (c)
Sustituyendo (c) en (2)
solDPP
smsM
smM
./%
.100.
100.
./%
sM
DPPM sol (3)
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
Molaridad (M): (2)
para Dsol : gramos de soluto
mililitros de solución
100.
./%
sM
DPPM sol
sM
DPPM sol 10../%
para Dsol : gramos de soluto
litros de solución
(3)
(4)
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios • Calcular la molaridad del NaOH sabiendo que la
densidad de la solución es 0,9 g/mL y el porcentaje en masa del NaOH en la solución es 20 % m/m. La masa molar del NaOH es 40 g/moL. M = 4,5 moL/L
• ¿Cuál será la molaridad de una disolución de NH3 al 15 % en masa y de densidad 920 kg/m3? 8,11 M
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
Normalidad (N):
# equivalentes soluto Masa del soluto (ms) Peso equivalente del soluto (Pes)
# EQUIVALENTES
ss
Peq
smeq # (6)
SOLUCIONES QUÍMICAS
UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
Normalidad (N):
PESO EQUIVALENTE
f
sMPeqs
Peso equivalente Masa molecular (Ms) factor ( f )
Soluto f Ejemplo
Ácido # de H H2SO4 , f=2
Hidróxido # de OH Al(OH)3, f=3
Óxido, anhidrido Carga del catión o anión CO2, f=4
Sal Carga del catión o anión Na2CO3 , f=2
(7)
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios 1. Se prepara una solución que contiene 69 grs. de ión Sodio (Peq=23
grs/equiv) en 3000 cc ¿Cuál es la normalidad de la solución?
2. Determinar los grs. de cromo (Peq= 26 grs/equiv) que hay que disolver para obtener 500 cc. de solución al 0.25 N.
3. Una solución de litio (Peq= 7 grs/equiv) se encuentra al 15%p/v. ¿Cuál es la Normalidad?
4. Se disuelven 41 g de ácido fosfórico (H3PO4 M=98g/mol) en agua destilada hasta un volumen final de 375 ml ¿Cuál es la normalidad de la solución preparada?
5. ¿Qué cantidad de Na2SO4 hay que disolver para obtener 400 ml de una solución 0,25 N?
6. ¿Qué volumen de solución de Ca(OH)2 5,5N se podrá preparar con 46 g de soluto si se dispone de cantidad suficiente de agua destilada?
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
• Una solución contiene 0,74 g de Ca ( OH ) 2 por cada 500 ml . Calcula su normalidad. 0,04
• Calcule la normalidad de una solución que se preparó pesando 28.7 g de Na2SO4 y añadiendo suficiente agua hasta aforar un volumen de 500 ml.
• ¿Cuantos gramos de Kl hay en 360 ml de una solución 0.550 N?
• ¿ Cuál es la normalidad de la disolución obtenida al disolver 12 g de NaCl en agua destilada hasta obtener 250 ml de disolución?
SOLUCIONES QUÍMICAS
Normalidad (N): Relación entre MOLARIDAD y NORMALIDAD
f
sMPeqs
Sea
además
donde
solV
seqN
#(2)
ss
Peq
smeq #
Sustituyendo (4) en (3)
de donde
MfN .f
sMsm
eqs #
sM
fsmeqs
.# (5)
Sustituyendo (5) en (2)
solV
sM
fsm
N
.
donde
ns
sMsolV
fsmN
.
.
solV
fsnN
.M
f
NM
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
1. Hallar la normalidad de una solución de Al2(SO4)3 1,5M.
2. ¿Cuál es la normalidad de una solución Ba(OH)2 0,5M ?
3. Una solución de litio (Peq= 7 grs/equiv) se encuentra al 15%p/v. ¿Cuál es la Normalidad?
4. Calcular la molaridad de una solución de AlCl3 6N 5. ¿Cuál es el valor de la molaridad de una solución de H3PO4 0,3N ?
SOLUCIONES QUÍMICAS
Fracción Molar (X):
Fracción Molar (XS) moles del soluto (nS) del soluto
moles totales (nsol)
XS +Xsolv = 1
Expresa la cantidad de moles de cada componentes en
relación a la totalidad de los moles de la disolución.
soluciónsoluto
n
snX
Fracción Molar (Xsolv) moles del solvente (nsolv) del solvente
moles totales (nsol)
solsolvente
n
solvnX
Es ADIMENSIONAL: Sin unidades
Es ADIMENSIONAL: Sin unidades
SOLUCIONES QUÍMICAS
Ejercicios
1. Una solución está formada por 324 g de H2O y 120 g de CH3COOH. Calcula la fracción molar de cada uno. 0,1;0,9
2. 10, 25 grs de eter etilico (C2H5OC2H5) se han mezclado con 1 gr. de ácido esteárico C17H35COOH. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución?
3. 50 moles de agua han disuelto 2 moles de soluto. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución?
4. Una solución de agua (H2O) disuelta en alcohol (C2H5OH) esta al 20%p-p. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución?
SOLUCIONES QUÍMICAS
dilución
DILUCIÓN
Es muy frecuente preparar disoluciones a partir de otras disoluciones preparadas previamente, y de concentración conocida, por dilución.
En un proceso de dilución se conserva el número de moles de soluto
MOLES de soluto en la disolución inicial = MOLES de soluto en la disolución final
n iniciales = n finales
M inicial.V inicial = M inicial .V final
¿Qué volumen de una disolución de glucosa(aq) 0,25 M se necesita para preparar 750 ml de otra disolución 0,013 M por dilución?
Ejercicios
DILUCIÓN
¿Qué concentración tiene la disolución resultante de diluir 39 ml de disolución de glucosa(aq) 0,25 M hasta 750 ml?
Se quieren preparar tres soluciones de Ni(NO3)3 0,1 M; 0,01M y 0,001M ¿que debe hacerse? ¿que volumen de 0,1M debe tomarse para preparar la de 0,01M? ¿que volumen de 0,01M debe tomarse para preparar la de 0,001M?