4. Se disuelven 150 g de etanol (CH3-CH2OH), de densidad 0,8 g cm 1, en agua hasta completar 0,5 litros de disolución. Calcular la molaridad y la molalidad
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Explicación:
a) Como nos piden el porcentaje en volumen, tendremos que expresar la
masa de etanol en volumen. Para ello usaremos el valor de la densidad.
d = m /V V = m /d V = 150g / (0,8g /ml) V = 187,5 ml de etanol.
De la expresión:
% =
ó
∙ 100 → % =
187,5
500 ó
∙ 100 → % = , %
b) Sabemos que la molaridad es el cociente entre el número de moles de
soluto y el volumen de disolución. Por ello el primer paso será calcular el
número de moles de etanol.
Mmetanol = (2·12u) + (6·1u) + (1·16u) = 46 u = 46 g /mol.
netanol = 150g / (46 g /mol) netanol = 3,26 mol de etanol.
Una vez calculados los moles, pasamos a calcular la molaridad:
M = n /Mm M = 3,26 mol /0,5l M = 6,52 moles /l o 6,52 M
c) Sabemos que la molalidad es el cociente entre el número de moles de
soluto, por kilogramo de disolvente. Por ello lo primero que calcularemos
es la masa de disolvente, es decir la masa de agua.
La disolución son 500 ml, de los cuales 187,5ml son de etanol (calculado en el
apartado a), por tanto la diferencia entre estos dos volúmenes, dará el volumen
de agua o disolvente.
V = 500 ml – 187,5 ml V = 312,5 ml.
Necesitamos la masa, pero como la densidad del agua es 1 g /ml, podemos
decir que la masa de agua será 312,5 g. Por tanto la molalidad será:
m = 3,26 mol /0,3125kg m = 10,43 molal
d) Esta disolución es binaria, es decir, sólo posee dos componentes, el
soluto y el disolvente. Por tanto sólo existirán dos fracciones molares, la
de soluto (Xs) y la de disolvente (Xd).
Fracción molar de soluto: Xs = ns / nt = ns /(ns + nd)
Los moles de soluto (ns), los calculamos anteriormente y son 3,26 de etanol.
Los moles de disolvente: nd = 312,5g / 18g /mol 17,36 mol de agua.
Xs = 3,26 mol /(3,26 mol + 17,36mol) Xs = 0,158.
Para una disolución binaria Xs + Xd = 1 Xd = 1 – Xs Xd = 1 – 0,158
Xd = 0,842.