Concentración de las Soluciones

II

Semana 09

Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar

Se define como el número de moles de soluto

disueltos en un litro de solución.

Una solución 1 M es aquella que contiene un mol de

soluto por litro de solución.

𝑀 =𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑀 =

𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜𝑝𝑚 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

Molaridad (M)

Ejercicios

1. Una solución se prepara disolviendo 35 g de

KOH en suficiente agua para preparar 2.5

litros de solución. ¿Cuál es la molaridad de la

solución? (pm KOH = 56.1 g)

1. Convertir los gramos de solutos a moles

35𝑔 𝐾𝑂𝐻 ×1𝑚𝑜𝑙 𝐾𝑂𝐻

56,1 𝑔 𝐾𝑂𝐻= 0.62 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

2. Sustituir en la fórmula los datos

𝑀 =0.62 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

2.5 𝐿𝑡= 0.25 𝑀

3. ¿Cuántos litros de solución 2.5 M de NaNO3 se pueden preparar a partir de 46 g de NaNO3 (pm NaNO3=84.98g)

La información que tenemos es: Concentración 2.5 M y

gramos de soluto (NaNO3) 46 g

1. Convertir los gramos de NaNO3 a moles

46 𝑔 𝑁𝑎𝑁𝑂3 ×1 𝑚𝑜𝑙𝑁𝑎𝑁𝑂384.98 𝑔 𝑁𝑎𝑁𝑂3

= 0.54 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝑎𝑁𝑂3

2. Sustituimos valores en la fórmula:

2.5 𝑀 =0.54 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝑎𝑁𝑂3𝐿𝑡 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

2.5𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

𝐿𝑡=

0.54 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝑎𝑁𝑂3𝐿𝑡 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

𝐿𝑡 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 =0.54 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝑎𝑁𝑂3

2.5𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠𝐿𝑡

𝐿𝑡 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = 0.216 𝐿𝑡

Calcular el número de gramos de Ca(NO3)2 necesarios

para preparar 150 ml de una solución 0.5 M (pm

Ca(NO3)2 = 164 g)

La información que tenemos: la concentración de la solución 0.5

M y el volumen de la solución 150 mL

1. Debemos convertir los 150 mL de solución a litros de

solución

150 𝑚𝐿 ×1𝐿𝑡

1000 𝑚𝐿= 0.15 𝐿𝑡

2. Sustituimos los datos en la fórmula

0.5 𝑀 =𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐶𝑎 𝑁𝑂3 2

0.15 𝐿𝑡

0.5𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠=

𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐶𝑎 𝑁𝑂3 2

0.15 𝐿𝑡

0.5𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠× 0.15 𝐿𝑡 = 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝑎 𝑁𝑂3 2

0.075 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 = 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝑎 𝑁𝑂3 2

3. Los moles de Ca(NO3)2 deben convertirse a gramos,

sabiendo que 1 mol = PM en gramos

0.075 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐶𝑎 𝑁𝑂3 2 ×164 𝑔 𝐶𝑎 𝑁𝑂3 2

1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎 𝑁𝑂3 2= 𝟏𝟐. 𝟑𝟎 𝒈 𝑪𝒂 𝑵𝑶𝟑 𝟐

Se define como el número de moles de soluto

disueltos en un kilogramo de solvente.

Una solución 1 m es aquella que presenta un mol de

soluto por kilogramo de solvente.

𝒎 =𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐

𝑲𝒊𝒍𝒐𝒈𝒓𝒂𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕𝒆

Molalidad (m)

1. ¿Cuál es la molalidad de un solución preparada

disolviendo 23 g de urea CO(NH2)2 en 250 ml de

agua? (pm CO(NH2)2 = 60 g)

Ejercicios

La información que tenemos : gramos de soluto (urea) = 23g y

volumen de soluto (agua) = 250 mL

1. Para poder calculara la molalidad debemos convertir los gramos

de urea a moles:

23𝑔 𝑢𝑟𝑒𝑎 ×1 𝑚𝑜𝑙 𝑢𝑟𝑒𝑎

60 𝑔 𝑑𝑒 𝑢𝑟𝑒𝑎= 0.38 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑢𝑟𝑒𝑎

2. Luego el solvente esta en mL y en la molalidad debe ser en Kg

de solvente, debemos convertir los mL a Kg, para esto utilizamos

la densidad del agua 1g/ml.

250 𝑚𝐿 𝑎𝑔𝑢𝑎 × 1𝑔

𝑚𝐿×

1 𝐾𝑔

1000 𝑚𝑔= 0.25 𝐾𝑔 𝑎𝑔𝑢𝑎

250 𝑚𝐿 𝑎𝑔𝑢𝑎 × 1𝑔

𝑚𝐿×

1 𝐾𝑔

1000 𝑚𝑔= 0.25 𝐾𝑔 𝑎𝑔𝑢𝑎

3. Sustituimos en la formula

𝑚 =0.38 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑢𝑟𝑒𝑎

0.25 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎= 1.52 𝑚

2. ¿Cuál es la molalidad de una solución que contiene

36 g de azúcar C12H22O11 disueltos en 300 g de

agua? (pm C12H22O11 = 342g)

Ejercicios

La información que tenemos es g de soluto 36g y gramos de

solvente 300 g

1. Convertir los gramos de azúcar a moles y luego convertir

los g de solvente a Kg de solvente

36 𝑔 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 ×1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟

342 𝑔 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟= 0.11 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟

300 𝑔 𝑎𝑔𝑢𝑎 ×1 𝐾𝑔 𝑎𝑔𝑢𝑎

1000 𝑔 𝑎𝑔𝑢𝑎= 0.3 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎

Sustituimos en la formula de molalidad:

𝑚 =0.11 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑎𝑧𝑢𝑐𝑎𝑟

0.3 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎= 0.36 𝑚

3. La molalidad de una solución de alcohol etílico,

C2H5OH en agua es 2.4 m ¿Cuántos gramos de

alcohol se disuelven en 3.5 kg de agua? (pm C2H

5OH 46.1 g)

La información que tenemos es la concentración de la solución y los Kg

de solvente.

1. Encontramos los moles de C2H5OH que has en los 3 Kg de solvente

2.4𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

𝐾𝑔× 3 Kg de solvente = 8.4 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙

2, encontramos el numero de gramos de alcohol

8.4 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙 ×46.1 𝑔

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙= 387.24 𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙

4. Calcule la m de una solución al 4.6 % m/m de

AgNO3

(167.87g)

La información que tenemos es únicamente la concentración de la

solución pero en %m/m. (4.6 g AgNO3 /100 g de solución). Para

resolver el problema necesitamos :

1. Convertir los gramos de soluto a moles

4.6 𝑔 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑁𝑂3 ×1 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑔𝑁𝑂3

167.87 𝑔 𝐴𝑔𝑁𝑂3= 0.027 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐴𝑔𝑁𝑂3

2. Para los Kg de solvente, sabemos que:

𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 100 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 − 4.6 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 95.4 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒3. Sustituimos valores en la formula de molaridad

𝑚 =0.027 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

0.095 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒= 0.028 𝑚

𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 − 𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

3. Cuantos Litros de agua, se usan para preparar una solución que contenga 24 g de NH4Cl y que sea 0.2 m (Densidad del agua 1.0 g /mL ; PM NH

4Cl=53.45g)

La información que tenemos es la concentración 0.2 m y los gramos

de soluto 24 g NH4Cl

1. Convertimos los gramos de soluto a moles

24 𝑔 𝑁𝐻4 𝐶𝑙 ×1 𝑚𝑜𝑙𝑁𝐻4 𝐶𝑙

53.45 𝑔𝑁𝐻4𝐶𝑙= 0.45 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝐻4𝐶𝑙

2. Sustituir en la fórmula los datos y despejar Kg de solvente

0.2 𝑚 =0.45 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝐻4𝐶𝑙

𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒

𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 =0.45 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝐻4𝐶𝑙

0.2 𝑚= 2.25 𝐾𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒

3. Convertir los Kg a litros utilizando la densidad del agua 1g/ml en donde 1 ml pesa 1 g

2.25 𝑘𝑔 ×1000𝑔

1 𝑘𝑔× 1

𝑚𝐿

𝑔×

1𝐿

1000 𝑚𝐿= 2.25 𝐿𝑡

Se define como el número de equivalentes de

soluto por litros de solución.

𝑵 =# 𝒅𝒆 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐

𝑳𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏

Normalidad (N)

Cantidad de un ión positivo o negativo que

proporcional 1 mol de carga eléctrica.

Equivalente

IONCARGA

ELECTRICA

NÚMERO DE EQUIVALENTES

EN 1 MOL

𝑁𝑎+ +1 1 Eq

𝐶𝑎+2 +2 2 Eq

𝐹𝑒+3 +3 3 Eq

𝐶𝑙− -1 1 Eq

𝑆𝑂4−2 -2 2 Eq

Numero de Equivalentes

#𝒆𝒒 =𝒈 𝒅𝒆 𝒔𝒖𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂

𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆

ACIDOS

𝑷𝒆𝒒 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒇ó𝒓𝒎𝒖𝒍𝒂

# 𝒅𝒆 𝑯+ 𝒔𝒖𝒔𝒕𝒊𝒕𝒖𝒊𝒃𝒍𝒆𝒔

HCl

Peq = 36.5 g/1 = 36.5g

H2SO4

Peq = 98g/2 = 49 g

BASES

𝑷𝒆𝒒 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒇ó𝒓𝒎𝒖𝒍𝒂

# 𝒅𝒆 𝑶𝑯− 𝒔𝒖𝒔𝒕𝒊𝒕𝒖𝒊𝒃𝒍𝒆𝒔

NaOH

Peq = 40 g / 1 = 40 g

Ca(OH)2

Peq = 74 g/ 2 = 37 g

SALES

𝑷𝒆𝒒 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒇ó𝒓𝒎𝒖𝒍𝒂

# 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂𝒔 + 𝒐 −

AlCl3Peq= 133.5g / 3 = 44.5 g

CaSO4

Peq = 136 g/ 2 = 68g

Peso Equivalente (peq)

1. Calcular la normalidad de cada una de las siguientes

soluciones

a) 6g de HNO3

en 1.5 litros de solución. (pm HNO3

= 63.02 g).

Ejercicios

1. Calcular el Peq, como la sustancia es una ácido , entonces

𝑃𝑒𝑞 =𝑃𝐹

# 𝐻=63.02𝑔

1= 63.02

2. Calcular el número de equivalentes:

#𝐸𝑞 =𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝑃𝑒𝑞=

6 𝑔

63.02= 0.095 Eq

3.Sustituir valores en la fórmula de normalidad

𝑁 =#𝐸𝑞

𝐿𝑡 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛=

0.095 𝐸𝑞

1.5 𝐿𝑡= 0.06 𝑁

b. 15 g Ba(OH)2

en 2500 ml (pm Ba(OH)2= 171.33g)

1. Calcular el Peq, como la sustancia es una base , entonces

𝑃𝑒𝑞 =𝑃𝐹

# 𝑂𝐻=171.33𝑔

2= 85.67

2. Calcular el número de equivalentes:

#𝐸𝑞 =𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝑃𝑒𝑞=

15 𝑔

171.33= 0.088 Eq

3.Sustituir valores en la fórmula de normalidad

𝑁 =#𝐸𝑞

𝐿𝑡 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛=

0.088 𝐸𝑞

2.5 𝐿𝑡= 0.035 𝑁

c) 19 g Na2SO4 en 0.7 litros de solución (pm Na2SO

4 =

142.02g)

1. Calcular el Peq, como la sustancia es una sal , entonces

𝑃𝑒𝑞 =𝑃𝐹

# 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙=142.02𝑔

2= 71.01

2. Calcular el número de equivalentes:

#𝐸𝑞 =𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝑃𝑒𝑞=

19 𝑔

142.02= 0.134 Eq

3.Sustituir valores en la fórmula de normalidad

𝑁 =#𝐸𝑞

𝐿𝑡 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛=

0.134 𝐸𝑞

0.7 𝐿𝑡= 0.19𝑁1

2. Calcular el número de gramos de H2SO

4

necesarios para preparar 325 ml de solución de

H2SO

40.25 N . (pm H

2SO

4= 98.1 g)

La información que tenemos es la concentración 0.23N y el

volumen de la solución 325 mL. Entonces

1. Despejamos el # de equivalentes de la formula de normalidad

#𝐸𝑞 = 0.25𝑁 × 0.325𝐿𝑡 = 0.08𝐸𝑞

2. Calculamos el Peq, como la sustancia es un acido será el

peso formula dividido el número de hidrógenos

𝑃𝑒𝑞 =𝑃𝐹

# 𝐻=98.1𝑔

2= 49.05

3. Despejamos la formula de # de Equivalentes para encontrar

los gramos de sustancia

#𝐸𝑞 =𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝑃𝑒𝑞

𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 = 0.08 𝐸𝑞 × 49.05 = 3.92 𝑔𝐻2𝑆𝑂4

• ¿Cual es la normalidad de una solución que se

preparo disolviendo 2 g de Fe(OH)3

en agua hasta

obtener 0.5 litros de solución? (pm

Fe(OH)3=106.85g)

Este ejercicio los resuelven ustedes . La respuesta es 0.13 N

3. Paciente femenino intento suicidarse, ingiriendo varias pastillas

de aspirina (ácido acetil salicílico). Entre los múltiples

problemas debe corregirse una acidosis metabólica. Se le da la

dosis inicial I.V. de bicarbonato y se ordena colocar dentro del

suero glucosado 120ml de una ampolla de NaHCO3al 5% m/v.

¿Cuántos meq de HCO3

- (bicarbonato) se le administraron al

paciente?

1. Calcular los gramos que se le administraron a la paciente

120 𝑚𝐿 ×5𝑔

100𝑚𝐿= 6 𝑔

2. Calcular el Peq

𝑃𝑒𝑞 =𝑃𝑓

# 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠=

84.01

1= 84.01

3. Calcular el # de equivalentes :

# 𝐸𝑞 =𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝑃𝑒𝑞=

6𝑔

84.01= 0.071 𝐸𝑞

4. Convertir los equivalentes a mEq:

0.071 𝐸𝑞 ×1000𝑚𝐸𝑞

1 𝐸𝑞= 71 = 𝑚𝐸𝑞

4. Niño de 7 años con peso de 53 lbs tiene insuficiencia renal

crónica que le provoca pérdida renal de K+.

Debe administrársele 3 meq K+ / kg de peso utilizando una

ampolla de KCl al 10% m/v.

¿Cuántos ml de dicha ampolla deben inyectársele sabiendo que

1 g KCl contiene 13.4 meq de K+?

1. Convertir el peso del niño a Kg

53 𝐿𝑏 ×1𝐾𝑔

2.2 𝐿𝑏= 24.1 𝐾𝑔

2, Calcular cuantos mg hay que administrarle según su peso

24.1𝐾𝑔 ×3 𝑚𝐸𝑞

𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜= 72.3 𝑚𝐸𝑞

3. Calcular cuantos mEq de K+ hay en los 10 g de soluto de la

solución

10 𝑔 𝐾𝐶𝑙 ×13.4𝑚𝐸𝑞 𝐾+

1 𝑔 𝐾𝐶𝑙= 134 𝑚𝐸𝑞

4. Calcular cuantos mL hay que inyectarle

72.3 𝑚𝐸𝑞 ×100𝑚𝐿

134 𝑚𝐸𝑞= 53.95𝑚𝐿

1. ¿Cuál es la Normalidad de una solución de H2SO

4 0.3 M?

𝑁 = 𝑀 #𝑑𝑒DONDE # de :

ACIDO: H +

BASE : OH-

SAL : Cargas (+) totales

del metal

Molaridad y Normalidad

Sustituimos los datos en la fórmula

Como la sustancia es un acido # H es = 2𝑁 = 0.3𝑀 × 2 = 0.6𝑁

•Calcule la M y N de una solución de Al(OH)3

con un 45% m/m y densidad 1.15 g/ml.

(PM=77.98g)

La información que tenemos es la concentración de la solución pero en

%m/m y la densidad de la solución.

45%m/m es igual a decir 45 g de soluto/100g de solución. Entonces:

1. Calculamos la M45 𝑔𝐴𝑙 𝑂𝐻 3

100 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛×1 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑙(𝑂𝐻)377.98𝑔𝐴𝑙(𝑂𝐻)3

× 1.15𝑔

𝑚𝐿×1000 𝑚𝐿

1𝐿𝑡= 6.64

𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

𝐿𝑡

2. Calculamos la N , como la sustancia es una base el # de OH es 3

𝑁 = 6.64𝑀 × 3 = 19.92𝑁

Dilución

Ejercicio

1. ¿Qué volumen de una tintura de Thimerosal

(antiséptico y antifúngico) 0.02M se necesitan

para preparar 500 ml de tintura con una

concentración 0.0025 M?

𝐶1 × 𝑉1 = 𝐶2 × 𝑉2

1. Identificamos quien es C1, V1, C2, V2

C1 = 0.02M , V1, = ? , C2 = 0.0025 M, V2 =500 mL

2. Calculamos el V1

𝑉1 =𝐶2 × 𝑉2

𝐶1

𝑉1 =0.0025𝑀 × 500 𝑚𝐿

0.02 𝑚𝐿= 62.5 𝑚𝐿

Fin