Question

1. Una disolución de H2SO4 con una pureza del 40% en peso tiene una densidad de 1,30 g/mL. Exprese la concentración de la misma disolución en: a. Molaridad b. Normalidad c. Molalidad d. Fracción molar e. PPM f. Que volumen de esta disolución será necesario para preparar 500 ml de otra disolución al 0.2 N ácido sulfúrico

Answer 1

Respuesta:

A)5.30M, B)10.60N, C)6.80m, D)0.109, E)520,000, F)9.4ml

Explicación:

Datos para incisos A,B,C,D,E

H2SO4 al 40%

Peso molar del H2SO4= 98.08g/mol

Peso molar del H2O= 18.02g/mol

Densidad de la disolución= 1.30g/ml

• Si el problema no epecifíca el volumen del solvente se asume que se está trabajando sobre 1L.
• Si el problema no especifíca qué es el solvente se asume que se trata de agua.

A) MOLARIDAD= #Moles del soluto/ L de solución

-Para encontrar el # de moles, despejaremos la masa de la fórmula de la densidad (d=m/v)

Masa= Densidad * Volumen

Masa= 1.30g/ml * 1000ml

Masa= 1300g de solución.

-De esos 1300g el 40% es H2SO4

1300g * 40%= 520g de H2SO4

Ahora convertimos los 520g a moles usando el peso molar.

520g*1mol/98.08g = 5.30 moles

M=5.30/1L; M=5.30

B) NORMALIDAD= #Equivalentes * M

Existen varias formas de encontrar la normalidad, una de ellas es multiplicar la molaridad por el número de equivalentes, en este caso son 2.

N= 2*5.30; N=10.60

C) MOLALIDAD= #Moles del soluto/ Kg de solvente.

En este caso ya hemos calculado el # de moles (5.30) y ya sabemos que de 1300g de disolución 520g son de H2SO4, por lo que 780g son de solvente.

780g= 0.780 kg

m=5.3/0.78; m=6.80

D) FRACCIÓN MOLAR DEL SOLUTO = #Moles del soluto/ #Moles totales.

Nuevamente ya conocemos los moles de soluto, solo debemos conocer a cuántos moles equivalen los 780g de solvente, para ello se utiliza el peso molar del agua.

780g*1mol/18.02g= 43.3 moles

Xs= 5.30/ 5.30+43.3

Xs= 0.109

E) PPM= mg/L

520g= 520000mg

PPM= 520000/L; PPM= 520,000

Datos para el inciso F

Volumen= 500ml = 0.5L

Normalidad 1 =10.60

Normalidad 2=0.2

Para este problema se utiliza la ecuación C1V1=C2V2, donde "C" significa concentración y "V" volumen.

C1V1=C2V2

500*0.2=10.60X

100=10.60X

9.4= X

R// 9.4 ml

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Espero haberte ayudado ;)

Answer 2

Para una disolución de H₂SO₄, se calcula la concentración expresada en diferentes unidades y el volumen que se requiere para preparar una nueva disolución. Los resultados obtenidos son:

a) 5,3 M

b) 10,6 N

c)  6,8 m

d) Fracción molar de H₂SO₄ = 0,109

e) 5,2 × 10⁵ ppm

f) 9,4 ml de disolución de H₂SO₄

Explicación:

Se tiene disolución de H₂SO₄

Pureza: 40 % en peso

Densidad = 1,30 g/ml

Para 1 Litro de la disolución de H₂SO₄, se calcula la masa conociendo el valor de la densidad:

1 L disolución ×  1,30 g/ml × 1000 ml / L = 1300 gramos de disolución.

40 % en peso de H₂SO₄ indica que se tienen 40 g de H₂SO₄ en 100 g de disolución, entonces se calcula gramos de H₂SO₄ en 1300 g ( 1 L) de disolución:

(40 g H₂SO₄ / 100 g disolución ) × 1300 g disolución = 520 g H₂SO₄

Se tienen 520 g H₂SO₄ en 1 Litro de disolución.

a) Molaridad = moles H₂SO₄ / L de disolución

Se convierten 520 g H₂SO₄ a moles.

520 g H₂SO₄  × 1 mol H₂SO₄/ 98 g = 5,3 mol H₂SO₄

Molaridad = 5,3 mol / L

b) Normalidad = equivalentes H₂SO₄/ L de disolución

equivalentes H₂SO₄ = gramos / peso equivalente = 520 / (98/2) = 10,6 equivalentes

Normalidad = 10,6 equivalentes/ L

c) Molalidad = moles H₂SO₄ / Kg de solvente

Se conoce que la disolución tiene 40% en peso de soluto, por lo tanto el 60% es solvente.

Masa de solvente = 60 × masa de disolución / 100 = 60 × 1300 g / 100

masa de solvente = 780 g = 0,78 kg

molalidad = 5,3 mol / 0,78 kg

molalidad = 6,8 mol/kg

d) Fracción molar H₂SO₄ = moles H₂SO₄ / moles totales

moles totales en la disolución = moles de H₂SO₄ + moles de agua

moles de H₂SO₄ = 5,3

moles de agua = 780 g / (18 g/mol) = 43,3

moles totales = 48,6

Fracción molar de H₂SO₄ = 5,3 / 48,6

Fracción molar de H₂SO₄ = 0,109

Fracción molar de agua = 1 - 0,109  

Fracción molar de agua = 0,891

e) ppm = mg soluto / L de disolución

mg de soluto = 520 g × 1000 mg /g = 520000 mg = 5,2 × 10⁵ mg

Concentración expresada en ppm = 5,2 × 10⁵ mg/ L = 5,2 × 10⁵ ppm

f) Se quiere preparar 500 ml de disolución H₂SO₄ 0,2 N.

equivalentes en 500 ml de solución 0,2 N = equivalentes en X ml de solución 2,65 N.

0,5 L × 0,2  N = X  × 10,6 N

X = ( 0,5 × 0,2 ) / 10,6

X = 0,0094 L

Se requieren 9,4 ml de disolución de H₂SO₄ de 40% en peso (10,6 N) para preparar 250 ml de solución 0,2 N.

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