Question

Se disuelven en agua 30,5 g de NH4Cl hasta obtener 0,5 L de disolución. Sabiendo que la densidad de la misma es 1027 kg/m3, calcula:
a) La concentración de la disolución en % en masa.
b) La molaridad.
c) La molalidad.
d) Las fracciones molares del soluto y del disolvente.

Answer 1

Respuesta:

Explicación:

a)

La masa de la disolución es, teniendo en cuenta que kg/m^3 = g/L,

m(disoluc.) = V(disoluc.) · d(disoluc.) = 0.5 L · 1027 g/L = 513.5 g disoluc.

%(m/m) = [m(soluto) / m(disoluc.)] · 100 = (30.5 / 513.5) · 100 = 5.94%

b)

M = n / V

en la que n es el número de moles de soluto y V el volumen de la disolución en L

Sabiendo la masa molar del NH4Cl, que es 14 + 4 + 35.5 = 53.5 g/mol,

n = 30.5 g / 53.5 g/mol = 0.57 mol

Por tanto,

M = 0.57 mol / 0.5 L = 1.14 mol/L

c)

m = n / m(disolvente) en kg

m(disolvente) = m(disoluc.) - m(soluto) = 513.5 -30.5 = 483 g = 0.483 kg

Por tanto, la molalidad será

m = 0.57 mol / 0.483 kg = 1.18 mol/kg

d)

La fracción molar es el cociente entre los moles de un componente entre los moles totales

n(NH4Cl) = 0.57 mol

n(H2O) = 483 g / 18 g/mol = 26.83 mol

Número total de moles = 0.57 + 26.83 = 27.4 mol

x(NH4Cl) = 0.57 / 27.4 = 0.021

x(H2O) = 26.83 / 27.4 = 0.979

La suma de las fracciones molares debe ser igual a 1.

Answer 2

Para una disolución de NH₄Cl, se calculó su concentración, expresada en diferentes unidades:

a) Porcentaje en masa = 5,94 % m/m

b) Molaridad =  1,14 M

c) molalidad = 1,18 m

d) Fracción molar soluto = 0,0208  y Fracción molar solvente = 0,9792

Preparación de disolución

Soluto:  NH₄Cl

masa de soluto = 30,5 g

Volumen de disolución = 0,5 L = 500 ml

Densidad solución = 1027 kg /m³ × 1000 g/ kg × 1 m³/1000 L = 1027 g/L

Calculamos:

masa de disolución =  0,5 L × 1027 g / L = 513,5 g

masa de disolvente = 513,5 g - 30,5 g = 483 g (agua)

Cálculo de concentración expresada como porcentaje en masa

Concentración ( %  masa) = (masa de soluto/ masa de solución ) × 100

Concentración ( %  masa) = (30,5 g/ 513,5 g ) × 100

Concentración ( %  masa) = 5,94 % m/m

Cálculo de concentración expresada como Molaridad

Molaridad = moles de soluto / L de solución

moles de soluto = 30,5 g  NH₄Cl / ( 53,5 g/mol) = 0,57 mol

Molaridad = 0,57 mol /0,5 L

Molaridad =  1,14 mol/L

Cálculo de concentración expresada como molalidad

molalidad = moles de soluto / kg de solvente

molalidad = 0,57 mol /0,483 kg

molalidad =  1,18 mol/kg

Cálculo de Fracciones Molares de Soluto y Solvente

Fracción molar de soluto = moles de soluto / moles totales

Fracción molar de solvente = moles de solvente / moles totales

moles de soluto = 0,57

moles de solvente = 483 g / (18 g/mol) = 26,83 moles

moles totales = 0,57 + 26,83 = 27,4

Fracción molar de soluto = 0,57 / 27,4 = 0,0208

Fracción molar de solvente = 1 - 0,0208 = 0,9792

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