Taller conceptos básicos de química general

Enunciado del problema

1. La solución salina o conocida como suero fisiológico, se utiliza como vehículo de transporte de algunos medicamentos a nivel hospitalario. En un laboratorio farmacéutico se preparó con 0,9 gramos cloruro de sodio (NaCl) y se diluyo con agua estéril a 1000 mL, con una densidad de 1,07 g/mL, (asumir la densidad del NaCl como 2,16 g/mL).

Componentes

Soluto

NaCl

Solvente

Agua

Unidades de concentración físicas

 % peso / peso (%p/p)

% peso  / volumen (%p/v)

• % p/ p = (masa del soluto/ masa de la solución) *100

• Masa de NaCl = 0,9 g

• Volumen del solvente = 1000 ml

• masa de solvente = (densidad del solvente * volumen del solvente)
• masa del solvente= 1,07 g/ml *1000 ml = 1070 g
• masa de la solución= masa del soluto + masa del solvente
• masa de la solución=0.9 g + 1070 g = 1070.9

• %p/p = ( 0,9 g / 1070.9 g ) × 100

= 0,084 %

• % p/v=(masa del soluto/ volumen de la solucion)*100

• Masa de NaCl = 0,9 g

• Volumen del solvente = 1000 ml

• Volumen del soluto= (masa del soluto/densidad del soluto)

• Volumen del soluto= (0.9 g) /(2.16 g/ml) =0.41667 ml

• Volumen de la solución= volumen del soluto + volumen del solvente

• Volumen de la solución=0.41667 ml + 1000 ml =1000.41667 ml

• % p/v= (0.9 g/1000.41667 ml )*100

= 0,09  g/ml%

% volumen/ volumen (%v/v)

Partes por millón (ppm)

• %  v/v  = ( volumen de soluto / volumen de solucion)*100

• Volumen del soluto= (0.9 g) /(2.16 g/ml) =0.41667 ml

• Volumen de la solución=0.41667 ml + 1000 ml =1000.41667 ml

• % v/v = (0,41667 ml / 1000.41667 ml ) × 100

= 0.041 %

• ppm =masa del soluto (mg)/ volumen de la solución (L)

• mg soluto = 0,9 g × (1000 mg/ 1g)

= 900 mg

• Volumen de la solución=1000.41667 ml*(1L/1000 ml)
• Volumen de la solución=1.00041667 L
• ppm=900 mg/1.00041667 L

=896.26 mg/L

Unidades de concentración química

Molaridad (M)

Molalidad (m)

• M= moles de soluto (mol) / volumen de la solucion (L)

• moles de soluto= masa de soluto/masa molar

• moles de soluto= 0,9 g/ 58,44 g/mol = 0,01541 mol

• Volumen de la solución=1.00041667 L

• M = 0,015 mol / 1.00041667 L

= 0,0154 M

• m= moles de soluto / Kg de solvente

• moles de soluto = 0,01541 mol

• masa del solvente= 1070 g*(1 Kg/1000 g)

• masa del solvente= 1.07 Kg

• molalidad = 0,015 mol / 1,07 kg

= 0,014 mol/kg

Normalidad (N)

Fracción Molar (Xa/Xb)

• N= #equivalente del soluto/Volumen de la solución(L)

• #equivalente gramo soluto=(masa de soluto (g)/masa equivalente)
• Masa equivalente= Masa molar del soluto/Z
• Para una NaCl              Z=1[pic 3]
• Masa molar de NaCl=58.44 g/mol
• Masa equivalente= (58.44g/mol)/1 =58.44 g/mol
• #equivalente gramo soluto=(0.9 g)/58.44 g/mol)= 0.0154 equivalente
• Volumen de la solución=1.00041667 L
• N= 0.0154 eq / 1.00041667 L

= 0,0154 N

• X=moles de soluto/moles totales

• moles de soluto= 0,9 g/ 58,44 g/mol = 0,01541 mol

• moles de solvente= masa de solvente/masa molar solvente

• masa del solvente= 1,07 g/ml *1000 ml = 1070 g

• masa molar solvente= 18 g/mol

• moles de solvente= 1070 g/ (18 g/mol)=9.44 mol

• moles totales=0.01541+9.44 =9.45541

• X=0.1541 mol/9.45541 mol

=0.0163

Enunciado ejercicio

1. El sulfato de aluminio Al2(SO4)3 es utilizado en la purificación del agua por floculación. Si preparamos una solución con 16,6 gramos de sulfato de aluminio en 400 ml de solución a una temperatura de 12ºC. ¿cuál será la presión osmótica de la solución?

Solución.

La presión osmótica de la solución es: 2.833 atm

Respuesta a los interrogantes

Datos:

Masa de soluto: 16.6 g

Volumen de solución: 400 ml

Temperatura: 12 ᴼC

Presión Osmótica: ?

La presión osmótica está dada por la siguiente formula : π= M*R*T

Donde:

M=molaridad

R= constante universal de los gases          R=0.082 atm*L/mol*K[pic 4]

T= temperatura en Kelvin         T(K)=T(ᴼC)+273        T(K)= 285 K[pic 5][pic 6]

• Se halla la molaridad
• M= moles de soluto (mol) / volumen de la solución (L)

Volumen de la solución= 400 ml* (1L/1000 ml) = 0.4 L

moles de soluto= masa de soluto/masa molar

masa molar = 342.15 g/mol

moles de soluto= 16.6 g / (342.15 g/mol)

moles de soluto = 0.0485 mol

M= 0.0485 mol/0.4L = 0.12125 mol/L

Entonces, la presión osmótica es:

            π= (0.12125 mol/L)*( 0.082 atm*L/mol*K)*(285 K)

            [pic 7]

π=2.833 atm

Enunciado del ejercicio

C.El monóxido de carbono (CO), es un gas contaminante que al unirse con el agua en la atmosfera forma la lluvia acida, si la constante de equilibrio para la reacción de formación de dióxido de carbono a partir del monóxido de carbono es 3,7. Si tienen 1,3 moles de CO y 1,3 moles de agua en un recipiente de 2,7 litros. Calcular la concentración de CO2.

CO(g) + H2O(g) ⇔ CO2(g) + H2(g)

Solución.

Datos:

Kc=3,7

1,3 moles de CO

1,3 moles de H2O

Volumen de la solución= 2,7 L

[CO2]= ?

Reacción de formación :

  CO + H2O → CO2 + H2

La constante de equilibrio esta dada por la siguiente ecuación

[pic 8]

Donde:

[C]: molaridad del CO2

[D]:molaridad del H2

[A]: molaridad del CO

[B]: molaridad del H2O

a,b, c, y d : coeficiente que acompañan al respectivo reactivo o producto, en la ecuación balanceada se puede observar que todos valen tiene como valor 1.

• Hallar molaridades

M= moles de soluto (mol) / volumen de la solución (L)

Entonces:

[H20]=1.3 mol/ 2.7 L= 0.48148 mol/ L

[CO]=1.3 mol/2.7 L =0.48148 mol/L

Mediante la Ecuación de equilibrio:

[CO2]=Kc*[A]*[B]

[CO2]=3.7*0.48148 mol/L*0.48148 mol/L[pic 9]

[CO2]= 0.8577 mol/L

Enunciado del problema

c.        Calcular la concentración molar de ion hidroxilo de una solución de Al(OH)3 a pH es 8,45.

Solución.

Entonces:

Iones hidroxilo = (OH-)

14= ph + pOH

14= 8,45 + pOH

14 – 8,45 = 5,5= pOH

entonces

pOH= -log [OH-]

5,5= -log [OH-]

Se hace el antilogaritmo

[OH-]= 10^-5,5

[OH-]=  3,16x10^-6M

Nombre del Estudiante

Mezcla (pH)

Volumen de Agua(mL)

Volumen adicionado/pH registrado

V

pH

V

pH

V

pH

1.

Blood(   )

300

0,03

0,06

0,09

2.

Milk(   )

300

0,03

0,06

0,09

3.

Hand Soap (    )

300

0,03

0,06

0,09

4.

Coffe (   )

300

0,03

0,06

0,09

5.

Battery Acid (    )

300

0,03

0,06

0,09