Question

en un frasco de laboratorio  se lee, disolución de ácido perclorico 35% y densidad 1,252g/cm3. Calcular la molaridad, la molalidad de la solución y las fracciones molares de soluto y solvente.

Answer 1

.- Asumimos el litro de solucion (1000cm³)
.- Utilizamos la densida para calcular la masa de la solucion
d = m/v
m = d . v
m = 1,252 g/cm³ . 1000cm³
m = 1252 g solucion
.- Sustituimos en la ecuacion de %peso para calcular la masa del soluto utilizando 35%
% =   masa soluto . 100
       masa solucion

masa soluto = % . masa solucion   = 35 g/g . 1252g   = 438,20 g
                              100                            100
.- Cambiamos los gramos a moles utilizando PM del soluto (HClO₄ = 100,5g/mol)
438,20 g . 1 mol soluto = 4,36 mol
               100,5g/mol
.-Sustituir en la ecuacion de molaridad
M = moles / L
M = 4,36/ 1L = 4,36 M

CONVERTIR MOLARIDAD A MOLALIDAD
.- Asumir un litro de solucion y obtener los moles de soluto
M = moles /L
moles = M . L = 4,36 mol/L . 1 L      moles=  4,36 mol
.- Utilizamos la densidad para calcular la masa de la solucion
d = m/v       m = d . v     m = 1,252 g/cm³ . 1000cm³    m = 1252 g de solucion
.- Calcular la masa del solvente en kilogramos
masa solucion = masa soluto + masa solvente
masa solvente = masa solucion - masa soluto
.- Necesitamos la masa del soluto que se obtiene a partir de los moles
4,36 moles . 100,5g  = 438,18 g soluto
                     1mol
masa solvente = 1252 g - 438,18 g
                     = 813,82 g sovente = 0,81382 Kg solvente
.- Sustituir en la ecuacion de molalidad
m = moles      m =  4,36 mol           m = 5,35 mol/kg
      kg ste            0,81382kg
CONVERTIR MOLALIDAD A FRACCION MOLAR
.- Asumimos el dato de 1 Kg de solvente (H₂O)
soluto = acido     solvente = agua

La solucion de acido perclorico es 5,35 m por lo que contiene  5,23 mol/1 kg
.- Se asume 1 kg de solvente para buscar los moles de soluto: (mol=m.Kg)
moles HClO₄ = 5,23 mol/kg . 1 kg
moles = 5,23 mol HClO₄
.- Como asumimos 1 kg de solvente,podemos calcular los moles utilizando la masa molar del solvente y haciendo la conversion de kilogramos a gramos y de gramos a moles
1 kg H₂O  = 1000g H₂O
1000 g H₂O . 1 mol H₂O = 55,5 moles H₂O
                    18 g H₂O
.- Sustituimos los moles de soluto y solvente en la ecuacion de fraccion molar
Xsto =      moles de HClO₄        
         moles HClO₄ + moles H₂O

Xsto =        5,23 mol                 Xsto =   5,23 mol      Xsto = 0,086
          5,23 mol + 55,5 mol                  60,73 mol

Xsto + Xste = 1      Xste = 1 - Xsto      Xste = 1 - 0,086
                                                        Xste = 0,914