Anónimo
Problema de química
Perdona que te moleste de nuevo en un día de fiesta como es hoy, pero estoy estudiando la carrera de ingeniería eléctrica y al venir de un ciclo formativo ando muy perdido en física química y matemáticas... ¿Podrías echarme una mano con un par de problemas que tengo?
Uno de los problemas dice así:
Calcular la molaridad de ácido sulfúrico comercial cuya densidad es 1'18g/ml y riqueza del 90%
Y el otro problema es:
Se disuelven 3 mL de ácido sulfúrico del 98% de riqueza y densidad 1,84 g/mL en 200mL de agua. Calcular: a) molaridad b)fracción molar c)modalidad.
Si no te importa y puedes explicármelos paso a paso te lo agradecería para ir enterándome de algo, si no puedes no pasa nada gracias de todas formas por tu tiempo.
Uno de los problemas dice así:
Calcular la molaridad de ácido sulfúrico comercial cuya densidad es 1'18g/ml y riqueza del 90%
Y el otro problema es:
Se disuelven 3 mL de ácido sulfúrico del 98% de riqueza y densidad 1,84 g/mL en 200mL de agua. Calcular: a) molaridad b)fracción molar c)modalidad.
Si no te importa y puedes explicármelos paso a paso te lo agradecería para ir enterándome de algo, si no puedes no pasa nada gracias de todas formas por tu tiempo.
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Respuesta
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Problema 1:
La molaridad se define como los moles de una sustancia en un litro de disolución, dado que no se dice que se tome ningún volumen en particular pues se tomará un litro de disolución. Sólo nos queda entonces hallar los moles de ácido sulfúrico contenidos en ese litro de disolución. Teniendo el volumen de disolución (1 L) nos vamos al dato de la densidad de la disolución:
densidad de la disolución = masa disolución / volumen disolución
Nos interesa la masa de la disolución, tal que:
masa disolución = densidad de la disolución · volumen disolución
Hay que tener siempre presente la consistencia de las unidades, si la densidad está expresada en g/mL, el volumen tendrá que aparecer en mL, luego 1 L = 1000 mL
masa disolución = 1,18 g/mL · 1000 mL = 1180 g de disolución
Con la masa de disolución calculamos la masa de ácido puro (soluto) que está contenido en ella:
% masa = masa soluto / masa disolución · 100
masa soluto = % masa · masa disolución / 100 = 90 · 1180 / 100 = 1062 g de ácido puro
Ahora con la masa de ácido puro es fácil calcular los moles por definición:
moles ácido = masa de ácido / masa molar ácido
La masa molar de ácido coincide en valor numérico con la masa molecular, que, dada la fórmula del ácido sulfúrico H2SO4, resulta ser de 98 g/mol. Se buscan las masas de cada elemento en la tabla periódica sumando su aportación.
moles ácido = 1062 / 98 = 10,84 moles
La molaridad será pues: M = moles / litro disolución = 10,84 / 1 = 10,84 M
Problema 2:
a) Necesitamos conocer los moles de ácido puro. Dado que conocemos el volumen de disolución tomado (3 mL), tendremos la masa de disolución:
masa disolución = densidad disolución · volume disolución = 1,84 · 3 = 5,52 gramos disol.
La masa de ácido puro será:
% masa = masa soluto / masa disolución · 100
masa soluto = % masa · masa disolución / 100 = 98 · 5,52 / 100 = 5,41 g de ácido puro
Ahora con la masa de ácido puro es fácil calcular los moles por definición:
moles ácido = masa de ácido / masa molar ácido
La masa molar de ácido coincide en valor numérico con la masa molecular, que, dada la fórmula del ácido sulfúrico H2SO4, resulta ser de 98 g/mol. Se buscan las masas de cada elemento en la tabla periódica sumando su aportación.
moles ácido = 5,41 / 98 = 0,055 moles
La molaridad será pues, teniendo el volumen de 200 mL = 0,2 L añadido:
M = moles / litro disolución = 0,055 / 0,203 = 0,272 M
b) Para hallar la fracción molar, que se dedine como:
fracción molar = moles de soluto / (moles de soluto + moles de disolvente)
Es necesario hallar los moles de disolvente, y para ello la masa de disolvente
La masa de disolvente es, por un lado 200 g que corresponden a los 200 mL de agua añadidos ya que la densidad del agua líquida es aproximadamente de 1 g/mL. Por otra parte de los 5,52 g de disolución tomada, sólo el 2 % (el 98 % es ácido puro) corresponde a agua pura, luego: masa agua pura disolución = 0,02·5,52 = 0,11 g
Así pues, y calculando la masa molar del agua que es de aproximadamente 18 g/mL, la fracción molar será:
fracción molar = 0,055 / (0,055 + 0,11/18) = 0,9
La modalidad se define como: modalidad = moles de soluto / masa disolvente (kg)
La masa de disolvente ya se calculó en el apartado anterior, luego la modalidad será:
m = moles soluto / masa disolvente (kg) = 0,055 / 0,20011 = 0,275 m
Un saludo, Vitolinux
La molaridad se define como los moles de una sustancia en un litro de disolución, dado que no se dice que se tome ningún volumen en particular pues se tomará un litro de disolución. Sólo nos queda entonces hallar los moles de ácido sulfúrico contenidos en ese litro de disolución. Teniendo el volumen de disolución (1 L) nos vamos al dato de la densidad de la disolución:
densidad de la disolución = masa disolución / volumen disolución
Nos interesa la masa de la disolución, tal que:
masa disolución = densidad de la disolución · volumen disolución
Hay que tener siempre presente la consistencia de las unidades, si la densidad está expresada en g/mL, el volumen tendrá que aparecer en mL, luego 1 L = 1000 mL
masa disolución = 1,18 g/mL · 1000 mL = 1180 g de disolución
Con la masa de disolución calculamos la masa de ácido puro (soluto) que está contenido en ella:
% masa = masa soluto / masa disolución · 100
masa soluto = % masa · masa disolución / 100 = 90 · 1180 / 100 = 1062 g de ácido puro
Ahora con la masa de ácido puro es fácil calcular los moles por definición:
moles ácido = masa de ácido / masa molar ácido
La masa molar de ácido coincide en valor numérico con la masa molecular, que, dada la fórmula del ácido sulfúrico H2SO4, resulta ser de 98 g/mol. Se buscan las masas de cada elemento en la tabla periódica sumando su aportación.
moles ácido = 1062 / 98 = 10,84 moles
La molaridad será pues: M = moles / litro disolución = 10,84 / 1 = 10,84 M
Problema 2:
a) Necesitamos conocer los moles de ácido puro. Dado que conocemos el volumen de disolución tomado (3 mL), tendremos la masa de disolución:
masa disolución = densidad disolución · volume disolución = 1,84 · 3 = 5,52 gramos disol.
La masa de ácido puro será:
% masa = masa soluto / masa disolución · 100
masa soluto = % masa · masa disolución / 100 = 98 · 5,52 / 100 = 5,41 g de ácido puro
Ahora con la masa de ácido puro es fácil calcular los moles por definición:
moles ácido = masa de ácido / masa molar ácido
La masa molar de ácido coincide en valor numérico con la masa molecular, que, dada la fórmula del ácido sulfúrico H2SO4, resulta ser de 98 g/mol. Se buscan las masas de cada elemento en la tabla periódica sumando su aportación.
moles ácido = 5,41 / 98 = 0,055 moles
La molaridad será pues, teniendo el volumen de 200 mL = 0,2 L añadido:
M = moles / litro disolución = 0,055 / 0,203 = 0,272 M
b) Para hallar la fracción molar, que se dedine como:
fracción molar = moles de soluto / (moles de soluto + moles de disolvente)
Es necesario hallar los moles de disolvente, y para ello la masa de disolvente
La masa de disolvente es, por un lado 200 g que corresponden a los 200 mL de agua añadidos ya que la densidad del agua líquida es aproximadamente de 1 g/mL. Por otra parte de los 5,52 g de disolución tomada, sólo el 2 % (el 98 % es ácido puro) corresponde a agua pura, luego: masa agua pura disolución = 0,02·5,52 = 0,11 g
Así pues, y calculando la masa molar del agua que es de aproximadamente 18 g/mL, la fracción molar será:
fracción molar = 0,055 / (0,055 + 0,11/18) = 0,9
La modalidad se define como: modalidad = moles de soluto / masa disolvente (kg)
La masa de disolvente ya se calculó en el apartado anterior, luego la modalidad será:
m = moles soluto / masa disolvente (kg) = 0,055 / 0,20011 = 0,275 m
Un saludo, Vitolinux
Gracias por la respuesta, me has aclarado muchas dudas, pero me surge otra duda, al calcular la fracción molar porque has utilizado solo el agua correspondiente al 2% y no los 200 g de los 200 mL no se si me explicado bien...
Efectivamente me he despistado ahí, debería ser pues:
fracción molar = 0,055 / (0,055 + 200,11/18) = 0,005
No había tenido en cuenta la dilución del agua con los 200 mL sino la fracción molar de la disolución concentrada original.
fracción molar = 0,055 / (0,055 + 200,11/18) = 0,005
No había tenido en cuenta la dilución del agua con los 200 mL sino la fracción molar de la disolución concentrada original.