Question

5 g de ClH se disuelven en 35 g de agua, dando una disolución cuya densidad a 20°C es 1,060 g/cc. A) Hallar la concentración de dicha disolución en tanto por ciento, molaridad, normalidad, molalidad y fracción molar. B) ¿Cuántos cc de dicha disolución son necesarios para preparar 100cc de una disolución que contiene 19,87 g de ClH por litro? ( a) 12,5; b) 3,63 M c) 3,63N d)3,9 m e) xClH = 0,066; f) 14,99 cc.

Answer 1

Se tiene una disolución de HCl en agua, de la cual se conoce proporción (masa) de componentes y densidad. Se expresa la concentración en las diferentes unidades solicitadas y cálculos para variación de concentración de la disolución disponible. Los resultados son:

A) La concentración de la disolución disponible de HCl en agua, expresada en diferentes unidades es:

• Porcentaje en peso = 12,5 %
• Molaridad =  3,637 mol HCl/ L disolución

• Normalidad = 3,637 eq-gr HCl/ L disolución
• Molalidad =  3,917 mol HCl / kg agua
• Fracción molar = 0,0658 moles HCl/ moles de disolución

B) La respuesta es f). Se requieren 14,99 cc de la disolución disponible y se lleva a 100 cc con agua para tener la concentración deseada de 19,87 gr HCl/L.

Tenemos los datos siguientes:

Peso total = 5 gr de HCl en 35 gr de agua = 40 gr de disolución

Densidad de la disolución = 1,060 gr/cc

Peso molecular HCl = 36,46 gr

Peso molecular del agua = 18 gr

A) Tenemos que:

• Porcentaje en peso = (gr de soluto / gr de disolución ) x 100

Porcentaje = (5/40) x 100 = 12,5 %  p/p

• Molaridad = (Número de moles de soluto/ Volumen de disolución

Número de moles de soluto = (masa de soluto/ Peso Molecular de soluto)

Podemos calcular el número de moles (n) del soluto que es HCl :

n = ( 5 gr) / (36,46 gr/mol) =  0,1371 mol

Necesitamos el volumen de la disolución, que podemos calcular usando la fórmula de densidad:

Densidad = masa (m) / Volumen (V)    Entonces, despejamos V:

V = m / D

V = (40 gr) / (1,060 gr/cc) = 37,7 cc

V = (37,7 cc) x ( 1 L / 1000 cc) = 0,0377 L

Ahora, podemos calcular Molaridad:

Molaridad = n / V

Molaridad = (0,1371 mol) / (0,0377 L)

Molaridad = 3,637 mol HCl/ L disolución

• Normalidad = Eq-gr de soluto / Volumen de disolución.

En este caso, el equivalente- gramo del soluto (HCl) es igual al peso molecular porque número de H+ = 1, por lo tanto Eq-gr tendrá el mismo valor calculado antes (n) y la Normalidad tendrá el mismo valor que la Molaridad

Normalidad = (3,637 eq-gr soluto/ L  disolución)

• Molalidad = moles de soluto / kg de solvente

moles de soluto = n = 0,1371

kg de solvente = kg de agua = 35 gr x (1 kg / 1000 gr) = 0,035 kg

Molalidad = ( 0,1371 mol HCl) / 0,035 kg agua = 3,917 mol HCl / kg agua

• Fracción molar = moles de soluto/ moles de disolución

Fracción molar = moles de soluto / (moles de soluto + moles de solvente)

Tenemos el número de moles de soluto: n = 0,1371

Calculamos el número de moles del solvente (agua) :

moles de solvente = masa de agua / Peso molecular del agua

moles de solvente = (35 gr) / (18 gr/mol) =  1,94 mol

Entonces:

Fracción molar = ( 0,1371 ) / (0,1371 + 1,94)

Fracción molar = (0,1371) / (2,081) = 0,0658

B) Calculamos cuantos cc de la disolución disponible requerimos para preparar 100 cc de una disolución que contiene 19,87 gr de HCl por litro.

Para esto, calculamos cuántos gr de HCl tendremos en los 100 cc de la disolución que se desea preparar:

(19,87 gr HCl/ L) ( 1 L / 1000 cc) = 1,987 gr HCl / L

Ahora calculamos en cuantos gramos de la solución disponible tenemos la cantidad de 1,987 gr HCl:

(1,987 gr HCl ) (40 gr disolución/ 5 gr HCl) = 15,896 gr de disolución

Con la densidad de la disolución disponible y, conociendo el peso requerido, calculamos que volumen de disolución necesitamos:

V = m/ D

V = ( 15,896 gr ) / (1,060 gr /cc)

V = 14, 99 cc