Soluciones II I) Introducción: Muchas veces manipulamos soluciones que, en su concentración de origen no nos es muy útil, así que deseamos diluirlos o concentrarlos aún más.

Lunes 28 de octubre 2016

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Dilución Concentración

Se agrega solvente a la solución inicial

Se agrega soluto a la solución inicial

Mezcla de soluciones

Se juntan dos soluciones que poseen

el mismo soluto, pero de diferentes concentraciones

II) Principios:

A) Dilución:

Se cumple: n1 (sto) = n2 (sto) y #Eq_g1 (sto) = #Eq_g2 (sto) Como: 𝑛(𝑠𝑡𝑜) = MVsol y #Eq_g(𝑠𝑡𝑜) = NVsol

M1V1 = M2V2 y N1V1 = N2V2

Ejemplo: Si adicionamos 400 mL de agua a una solución que tiene una concentración de 5M y cuyo volumen es 600.mL, ¿cuál será su nueva concentración?

M1V1 = M2V2 5x600 = M21000

M2 = 3 M B) Mezcla:

Se cumple: n1 + n2 = n3 y Eq_g1 + #Eq_g2 = #Eq_g3 Como: 𝑛(𝑠𝑡𝑜) = MVsol y #Eq_g(𝑠𝑡𝑜) = NVsol

M1V1 + M2V2 = M3V3 y N1V1 + N2V2 = N3V3

VSTE

SOL(1)

SOL(2)

V1

DILUCIÓN

V2=V1+VSTE

STOM1

STOM2

VH2O

= 400 mL

V1=600 mL V

2=1000 mL

DILUCIÓN

STO5 M

STOM = ?

SOL (1)

SOL (2)

STO

M1

V1

NaClM3 = ?

STO

M2

V3=V1+V2

V2

SOL (1)

SOL (2)

STO

M1

V1

NaClM3 = ?

STO

M2

V3=V1+V2

V2

SOL (1)

SOL (2)

STO

M1

V1

NaClM3 = ?

STO

M2

V3=V1+V2

V2

Ejemplo: Calcule la concentración molar de una solución que resulta de mezclar 200 mL, 4 M de una solución de NaCl, con otra de 300 mL, 2M del mismo soluto.

M1V1 + M2V2 = M3V3 4x200 + 2x300 = M3500

M2 = 2,8 M

B) Neutralización: Se cumple: Acido + Base = Sal + Agua Como: #Eq_g1 (ACIDO) = #Eq_g2 (BASE)

NAcidoV𝐴𝑐𝑖𝑑𝑜 = NBaseV𝐵𝑎𝑠𝑒

Ejemplo: Si neutralizamos 40 mL de HCl(ac) 3N, con soda caustica (NaOH) 0,75N. Determine el volumen de soda caustica que se utilizará.

N1V1 = N2V2 3 x 40 = 0,75 x VNaOH

VNaOH = 160 ml

V =200 mL1

NaClM = ?

NaCl4 M

NaCl2 M

V =300 mL2

V =500 mL3

V =200 mL1

NaClM = ?

NaCl4 M

NaCl2 M

V =300 mL2

V =500 mL3

V =200 mL1

NaClM = ?

NaCl4 M

NaCl2 M

V =300 mL2

V =500 mL3

SOL (1)

SOL (2)

STO

M1

V1

NaClM3 = ?

STO

M2

V3=V1+V2

V2

SOL (1)

SOL (2)

STO

M1

V1

NaClM3 = ?

STO

M2

V3=V1+V2

V2

V=80mL

Sal + H2O

0 mLNaOH(0,75N)

VNaOH

NeutralizaciónHCl

3N

V=80mL

Sal + H2O

0 mLNaOH(0,75N)

VNaOH

NeutralizaciónHCl

3NNeutralización

Acido Base

V=80mL

Sal + H2O

0 mLNaOH(0,75N)

VNaOH

NeutralizaciónHCl

3N

Ejemplos: 1. Se unen 12 L de una solución 2 M de KOH con 8 L de otra solución

4,5 M de KOH. Determinar la molaridad de la solución resultante. M1V1 + M2V2 = M3V3 2 x 12 + 4,5 x 8 = M320

M3 = 3 M

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 2. Hallar la normalidad de la solución resultante al mezclar 80 mL de HCl

0,2 N con 120 mL de HCl, 4N.

N1V1 + N2V2 = N3V3 0,2 x 80 + 4 x 120 = M3200

N3 = 2,48 N a) 1,0 N b) 2,48 c) 4,0 d) 6,5 e) 8,0 3. ¿Cuántos litros de una solución 4M de H2CO3 se necesitan para unirse

con 20 L de otra solución 1M de H2CO3 y forman una nueva solución 2,5 M de H2CO3?

M1V1 + M2V2 = M3V3 4 V1 + 1x20 = 2,5(V1 + 20) 4V1 − 2,5 V1 = 30

V3 = 20 L a) 10 L b) 20 c) 30 d) 25 e) 35

V1 = 12 L M1 = 2

V2 = 8 L M2 = 4,5

V3 = 20 L M3 = ?

V1 = 80 mL N1 = 0,2

V2 = 120 mL N2 = 4,5

V3 = 200 mL N3 = ?

V1 = ? M1 = 4

V2 = 20 L M2 = 1

V3 = V1 + 20 L M3 = 2,5

4. Una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) tiene una concentración 1,8 M y

densidad 0,8 g/mL. Hallar la molalidad de la solución. Masas atómicas: H=1; S=32; O=16

Asumiendo que el solvente es el agua (D= 1g/ml) y que tenemos 1 L de solución, entonces:

nsto= 1,8; �̅�𝑠𝑡𝑜 = 98; 𝑊𝑠𝑡𝑜 = 1,8 × 98

𝑊𝑠𝑜𝑙 = 0,8 ×1000 = 800 𝑔 → 𝑊𝑠𝑡𝑒 = 800 ×186,4 = 623,6 𝑔

𝑚 =𝑛𝑠𝑡𝑜

𝑊𝑠𝑡𝑒=

1,8

623,6= 2,88

a) 2,33 b) 2,88 c) 2,55 d) 3,11 e) 3,10 5. ¿Cuál es la molaridad en la solución resultante que se prepara a partir

de 70 mL de H2CO3 0,8 N y 250 mL de H2O? (Asumir que los volúmenes son aditivos)

N1V1 = N2V2 0,8 x 70 = N2 x 320 N2 = 0,175 y M =

N

θ

𝐌 =0,175

2= 0,0875

a) 0,5 M b) 0,03 c) 2,0 d) 0,09 e) 1,5 6. ¿Cuántos mL de una solución 0,2N de HCl se necesitarán para

neutralizar 60 mL de una solución de NaOH 0,15N?

NacidoV𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 = NbaseV𝑏𝑎𝑠𝑒 0,2 V𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 = 0,15 x 60

𝐕𝒂𝒄𝒊𝒅𝒐 = 45 mL

D = 0,8 M = 1,8

H2CO3

H2O

V1 = 70 mL N1 = 0,8

Vste = 250 mL

H2O

V2 = 320 mL M2 = ?

Vacido = ? Nacido = 0,2

Vbase = 60 mL Nbase = 0,15

a) 80 mL b) 60 c) 52,5 d) 45 e) 30 7. Hallar la normalidad de una solución de NaOH, si se requiere 75 mL de

ella para neutralizar a 25 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) 0,15M.

NacidoV𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 = NbaseV𝑏𝑎𝑠𝑒 N𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 = Mθ = 0,15 (2) = 0,3 25(0,3) = Nbase (75)

𝐍𝒃𝒂𝒔𝒆 = 0,1 mL a) 0,28 N b) 0,4 c) 0,25 d) 0,1 e) 0,3 8. Si 25 mL de una solución de hidróxido de sodio (NaOH) se neutralizan

exactamente en 40 mL de solución 0,1M de ácido sulfúrico (H2SO4). ¿Cuál es la molaridad del hidróxido de sodio?

Macidoθ𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜V𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 = Mbaseθ𝑏𝑎𝑠𝑒V𝑏𝑎𝑠𝑒 0,1 (2) 40 = Mbase(1) 25 25(0,3) = Nbase (75)

𝐍𝒃𝒂𝒔𝒆 = 0,32 mL a) 0,32 M b) 0,8 c) 0,16 d) 0,36 e) 0,73 9. Para neutralizar 15 cm3 de solución de NaOH se emplean 16,8 mL de

ácido fosfórico H3PO4 3M. Calcular la normalidad de la solución alcalina.

Vacido = 25 mL Macido = 0,15

Vbase = 75 mL Nbase = ?

Vacido = 40 mL Macido = 0,1

Vbase = 25 mL Mbase = ?

Vacido = 16,8 mL Macido = 3

Vbase = 15 cm3 Nbase = ?

Macidoθ𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜V𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 = NbaseV𝑏𝑎𝑠𝑒 3 (3) 16,8 = Nbase15

𝐍𝒃𝒂𝒔𝒆 = 10,08 mL a) 1 N b) 5 c) 10,1 d) 7,1 e) 8,5 10. ¿Qué peso de hidróxido de aluminio (Al(OH)3) se podrá neutralizar con

3 L de una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) 3M? (Al=27)

Macidoθ𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜V𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 = #Eq_g base =𝑊𝑏𝑎𝑠𝑒

𝑚_𝑒𝑞𝑏𝑎𝑠𝑒

m_eqbase = M̅

θ=

78

3= 26

𝑊𝑏𝑎𝑠𝑒

26= 3(2)3 = 468

𝐍𝒃𝒂𝒔𝒆 = 468 g a) 624 g b) 425 c) 925 d) 468 e) 327

Vacido = 3 L Macido = 3

Wbase = ?