Quimica 3 ejemplos

Exposición: Porcentaje peso a peso(% p/p)
Relaciona  la cantidad  en  gramos  de soluto  presente 100% de disolución. Por  ejemplo, en una  disolucion acuosa al 10%  de NaOH en 90g de H2O. Por lo tanto,  se plantea la siguiente formula. 
                                                    gramos de soluto       x 100
expresión  analítica:          %p/p= gramos de disolución


ejemplo:
 a partir  de 250g de  disolución acuosa de sulfato de cobre (CuSO4) se   obtiene por evaporación un  residuo de 30 g de sulfato. Calcula: 
a) ¿Cuantos gramos de agua  se evaporaron?
b) ¿cual es el porcentaje  por peso del soluto?
c) ¿Cual  es el porcentaje  de  disolvente?

Solución: 
a) gramos de  disolución = gramos de soluto + gramos de disolvente
    gramos disolvente=  gramos de disolución -  gramos de soluto.
    gramos de H2O= 250- 30g
    gramos de H2O= 220g
b) % p/p CuSO4=  masa CuSO4      x 100 =  30g    x 100  = 12%
                                masa disolución               250 g
c) % p/p CuSO4=  masa H2O       x 100 = 220  g x 100 = 88%
                             masa disolución              250 g
ejemplo:
¿Cuantos gramos de agua se necesitan para  mezclar 60 g de nitrato de sodio (NaNO3), y obtener una  disolución al 25% en peso?
Datos: 
masa H2O = ?                      masa NaNO3= 60g
% NaNO3=  25%                %H2O= 100% - 25% = 75%

Solución:
masa H2O= (75%)   60g     = 180g
                                25%

o bien:
masa disolución = (100%)  60g     = 240 g
                                          25%

por lo tanto:
masa disolución =  masa soluto +  masa disolvente 
despejando masa disolvente (H2O) tenemos:
masa de H2O= masa disolución - masa de soluto = 240g - 60g = 180g


2. porcentaje peso a volumen (%p/v)

Ejemplo:
¿Cuál es el % p/v de NaCl en una  solución que contiene 10g de soluto  en 120 mL  de  solución?
Datos: 
%p/v NaCl= ?   masa NaCl= 10g 
Volumen solución= 120mL

Solución: 
% p/v NaCl=           masa   NaCl         .     x 100=    10g      .  x 100= 8.33%
                       Volumen de disolución                     120mL
Ejemplo: 
Calcula la cantidad de gramos  de MgCl2 que  se requiere  para preparar 150mL de disolución  acuosa de MgCl2 al 12%(p/v)
Datos:
Masa MgCL2:?  Volumen solución= 150mL= 150g
% MgCl2= 12%
Solución MgCl2: (12%) (150g/ 100%)=18g.
           
3. porcentaje  volumen a volumen (%v/v)

Ejemplo: 
¿Cual es el porcentaje  que contiene  5mL de HCl en 100 mL de agua?
   Datos: 
%v/v HCl=?         VHCl=5mL         VH2O= 100ml

Solución:
%v/v HCl=  VHCl / V disolución X100
V disolución= V HCl + VH2O= 5mL+100mL=105mL 
   %v/v HCl=5mL/105ml X100= 4.8%
EJEMPLO
¿Cuántos mililitros de acido acetilico se necesitan para preparar 300ml de disolución al 20% (v/v)?
Datos: 
V acido acetilico =  ?  Vdisolucion= 300mL. %v/v acido acetilico= 20%

Solución:
V acido acetilico= (% acedo acetilico) = (20%) (V disolución/ 100%) = (20%) (300ml/100%) =60ml

4. partes por millón (ppm)

Ejemplo:
Una muestra de agua de 600ml tiene 5 mg de F. ¿Cuántos ppm ion de  floruro hay  en la muestra?
Datos: VH2O= 600ml = 0.6L   masa F-= 5mg    ppm=?
Solución:
ppmF-= mgF-/ L disolución = 5mg/0.6L = 8.33ppm.
 Ejemplo:
Calcula  las ppm de 120 mg de Na+ contenidos en 1500 g de agua.
Datos= 
Ppm Na+=?     Masa de Na+ = 150mg   masa  de H2O= 150 g= 1.5kg
Solución Na+= mg Na+/ kg disolución = 120mg/1.5kg= 80 ppm


UNIDADES QUIMICAS

1. Solución molar (M)

Ejemplo:
¿ cual es la molaridad de una  disolución de 2 moles de KOH en 2.5 litros  de disolución?
Datos:
M=?     n= 2 moles KOH   V= 2.5L

Solución:
M=n/V= 2 moles KOH/ 2.5L = 0.80 moles KOH/L=0.80M
Ejemplo:
¿Cuál es la molaridad de 250g de H2S04 en 2500Ml de disolución?
Datos: 
M=?  n= (250g) (1mol H2SO4/98g) = 2.6 moles H2SO4
V=2500ml= 2.5L
Solucion:
M=n/V= 2.6 moles H2SO4/ 2.5L=1.02 moles H2SO4/L= 1.02M
Ejemplo:
¿Cuantos gramos de NaOH se necesitan para preparar 1500 Ml de disolución o.50M?
Datos: 
Masa  NaOH=?         V= 1500mL=1.5L
M=0.50 mol NaCl/L

 Solución:
A partir de M n/V despeja a n= MV;  ahora  sustituye sus valores:
n= (0.5molNaOH/L)  (1.5L)=0.75 mol NaOH
convierte los moles  a gramos con la  conversión correspondiente:

masa NaOH=30g




2. solución molal (m)
La molalidad es una concentración de las disoluciones que relaciona los moles de soluto por los kilogramos de disolvente. Este tipo de concentración es utilizada en la determinación de algunas propiedades coligativas de las disoluciones (aumento en el punto de ebullición y disminución o abatimiento en el punto de congelación).

Expresión analítica:           preparación de una disolución

                                          1.0 molal o 1.0m de carbonato de sodio (Na2CO3)
M=  n/   kg disolvente


Donde:   
n=moles de soluto
kg disolvente= kilogramos de disolvente
m=concentración molal de la disolución

Ejemplo:
Calcula la molalidad de una disolución que tiene 0.5 moles de NaCl en 0.2 kg de agua.

Datos:

m=?                  n=0.5 mol NaCl            kg disolvente =0.2kg  H2O


Solución:
m= n/  kg disolvente =  0.5 mol NaCl/0.2kg H2O = 2.5mol NaCl/ 0.2kgH2O=2.5m                     
Ejemplo:
Calcula la molalidad de una disolución que contiene 12g de Mg(OH)2 en 500 mL de H2.


Datos:
m=?
n=(12g Mg(OH)2) (  1mol Mg(OH)2/ 58g Mg(OH)2)= 0.2 mol Mg (OH)
 kg disolvente=(500ml) (  1g/  1ml  )=500g H2O
 
Solución:                                  
m=  N/ kg disolvente=0.2 mol Mg(OH)2/0.5 kg H2O= 0.4 mol Mg (OH)2/ kg disolvente= 0.4m
Ejemplo:


Calcula los gramos de NaOH que se requiere para preparar una disolución 0.80 m en 1200mL de agua.

Datos:                               
 masa NaOH=?        m= 0.80 mol NaOH/ kg H2O
kg H2O= (1 200 mL) (1g/1mL )  ( 1kg/1000g  )=1.2kg

Solución:
A partir de m= n/kg  , despejas n =(m) (kg); sustituyendo en la formula resulta:
  n=( 0.80 mol NaOH/ kg  H2O ) = ( 1.2 kg H2O) = 0.96 mol NaOH
    Convierte los moles a gramos:
   masa NaOH=(0.96 mol NaOH) ( 40 g NaOH/1 mol NaOH )=38.4 g NaOH


3. Solución Normal (N)

 La normalidad es una concentración de las disoluciones utilizada en los procesos d neutralización y titulación entre las sustancias acidas y básicas. Este tipo de concentración relaciona los equivalentes gramo del soluto por los litros de solución.

Expresión analítica:                preparación de una solución  
                                                1.0 normal o 1.0 N de Na2CO3
  N=E/V
Donde:
E= Eq-g soluto
V= litros de solución
N= concentración normal

El equivalente- gramo de un elemento o compuesto se determinara de acuerdo con las características propias de dicha sustancia en sus combinaciones.

1.-Equivalente-gramo de un elemento: Eq-g elemento= Peso atómico/Numero de oxidación
 2.-Equivalente-gramo de un acido: Eq-g  acido  :   Peso molecular/Numero de H+
3.-Equivalente-gramo de una base: Eq- g  base = Peso molecular/ Numero de OH  
 4.-Equivalente-gramo  de una sal: Eq-g sal= Peso molecular/                                                                         Carga del anión o catión


 Ejemplo:
Los equivalentes- gramo  de cada sustancia son:
1. Al 3+;            Eq-g Al 3+ =  27/3         = 9 g                 1 Eq-g Al 3+=9g
 2. S2- ;              Eq-g S2-= 32/2   =16 g             1 Eq-g S2-=16g

Acidos 
3. HCl;            Eq-g HCl= 35.5g/1   =36.5g     1Eq-g HCl= 36.5g
4.H2SO4;     Eq-g H2SO4=  98g/2 =49 g  1 Eq-g H2SO4= 40 g

Bases:

5. NaOH;   Eq-g NaOH = 40g/1  =40 g       1 Eq-g NaOH =40 g
6. Al (OH)   Eq-g Al(OH)= 78g/3  =26 g  1Eq-g Al (OH)3=26g


Sales:

7. K2SO4;      Eq-g K2SO4= 174 g/2  =87g
 K2 1+(SO4)2
                                     1 Eq-g K2SO4=87 g
2+    2-
     0
8. Al2 (SO4)3;        Eq-g Al2 (SO4)3=  342g/6    =57 g 
Al2 3+ (SO4)3
                           1Eq-g Al2 (SO4)3=57g
6+    -6    
   0
Ejemplo:

100g NaOH    ---------- Eq-g
 Relacionando estequiometricamente   estas unidades observaras que:

(100 g NaOH)  (  1 Eq-g NaOH/  40g NaOH )=2.5 Eq-g  NaOH
Ejemplo:
1.8 Eq-g H2SO4 -------------gramos
Aplicando  el mismo  procedimiento  analítico tendrás:
(1.8Eq-g H2SO4) (49g H2SO4/ 1 Eq-g H2SO4 )=88.2gH2SO4

Ejemplo:
¿ cual es la normalidad de una  disolución de HCl que contiene  0.35  eq- en  600 mL  de dicha disolución?  
datos: 
N=?        E= 0.35 Eq- g HCl        V= 600mL= 0.60 L
N=E/V= 0.35 Eq- g HCl/0.6L= 0.58 Eq- g HCl /L= 0.58N

EJEMPLO:
Calcula  normalidad que habrá  en 1200 mL  de disolución, la  cual  contiene  50g de  H2SO4 
Datos:
N=?        E= (50gH2SO4)(1Eq-g H2SO4/ 49g H2SO4) = 1.02 1Eq-g H2SO4
V= 8 1200mL) 1.2L
Solución: 
N=E/V= 1.02 Eq-g H2SO4/1.2L=0.85 Eq-GH2SO4/L=0.85N

EJEMPLO:
¿Cuántos gramos  de soluto habrá en  800mL  de disolución 0.75 NdeH3BO3?
Datos: 
Masa de H3BO3=?    V=800mL=0.8L         N=0.75 Eq-g H3BO3/L
Solución:
A partir de N= E/V, despeja E y tendrás E=NV; sustituyendo valores:
E=(0.75 Eq.gH3BO3/L)(0.8L)=0.60 Eq-g H3BO3
Realizando  la conversión:
Eq-g-----------gramos
Obtienes:
Masa de H3BO3=(0.60 Eq-g H3BO3)(20.6gH3BO3/ 1Eq-gH3BO3)=12.36g



4. Fracción molar (X)

Ejemplo:
Una  disolución  contiene  20g de NaOH y 100g   de H2O. Calcula  la fracción  molar  de NaOH  y H2O.
Datos:
Masa NaOH= 20g                        masa H2O=100g
NaOH=(20g) (1mol/40g) =0.5mol                   nH2O= (100g)(1mol/18g)= 5.5. mol
N disolución= nNaOH + nH2O                            n disolución= 0.5 mol + 5.55mol
N disolución= 6.05 mol

 Solución:
XNaOH= nNaOH/ n disolución =  0.5 mol / 6.05 mol= 0.083
X H2O= nH2O /n disolución = 5.55mol/ 6.05 mol = 0.917
Observa que:
XNaOH+ X H2O= 1 ----- 0.083+ 0.917=1----------1=1
Por lo tanto, la suma  de las  fracciones   molares  es igual  a 1.