CONVERSIN DE UNIDADES QUMICA 106

PROF. IVETTE TORRES Para realizar problemas de conversin de unidades es necesario asumir ciertos datos al comenzar a resolver un problema. Podemos convertir las unidades de molaridad a molalidad, de molalidad a molaridad, molalidad a fraccin molar o viceversa, de molaridad a porcentaje por peso, entre otras. CONVERSIN DE MOLALIDAD A FRACCIN MOLAR

disolventekgsolutomolesm = ;

totalesmolessolutomolesX =

Asumimos el dato de 1 kg de disolvente. Una solucin acuosa de glucosa es 0.120 m (C6H12O6). Cul es la fraccin molar de cada componente en la solucin? Soluto = glucosa Solvente = agua

La solucin acuosa de glucosa es 0.120 m por lo que contiene: aguakg

moles1

OHC120.0 6126

Se asume 1 kg de disolvente para buscar los moles de soluto que hay en solucin .

Moles C6H12O6 = (0.120 moles/kg)( 1 kg agua) = 0.120 moles de C6H12O6

Como asumimos 1 kg de disolvente, podemos calcular los moles utilizando la masa molar del disolvente y haciendo la conversin de kilogramos a gramos y de gramos a moles. 1.0 kg H2O = 1.00 x 103g H2O

1.0 x 103 g H2O x OgHOHmol

2

2

0.181 = 55.6 moles H2O

Sustituimos los moles de soluto y disolvente en la ecuacin de fraccin molar.

XGlucosa = OHmolesOHCmolesOHCmoles

26126

6126

+ XGlucosa + Xagua = 1.0

XGlucosa = molesmoles

)6.55120.0(120.0+ = 0.00215 Xagua = 1.0 - XGlucosa = 0.998

Conversin de molalidad a fraccin molar:

1. Asumir 1 kg de disolvente. 2. Calcular los moles del soluto sustituyendo en la ecuacin de molalidad. 3. Cambiar los kg de disolvente que se asumen al comenzar el problema a

gramos de disolvente. 4. Convertir de gramos de disolvente a moles de disolvente. 5. Sustituir en la ecuacin de fraccin molar.

CONVERTIR FRACCIN MOLAR A MOLALIDAD Asumimos la cantidad de 1 mol total

totalesmolesAmolesX = ;

disolventekgsolutomolesm =

Una solucin acuosa de glucosa, C6H12O6 tiene una fraccin molar de C6H12O6 igual a 0.150. Calcule la molalidad de glucosa en la solucin.

Asumir 1 mol total y sustituir en la ecuacin de XGlucosa

totalmol

aGlumoles1

cos150.0 = moles de Glucosa = 0.150(1 mol total) = 0.150 moles de Glucosa

Sabemos que: XA + XB = 1.0 XGlu + Xagua = 1.0 Xagua = 1.0 - XGlu Xagua = 1.0 0.150 = 0.850 Por lo que en 1 mol total de solucin hay 0.850 moles de agua y 0.150 moles de glucosa, C6H12O6.

Cambiamos los moles de agua a kilogramos de agua usando la masa molar de agua (18.0 g/mol) y la equivalencia ( 1 kg = 103 g).

0.850 moles H2O x OHmolOHg

2

2

10.18 = 15.3 g H2O = 0.0153 kg H2O

Calculados los kg de disolvente y los moles de soluto podemos sustituir en la

ecuacin de molalidad.

aguakg

aGlumolesm0153.0

cos150.0= = 9.80 molal Pasos para convertir de fraccin molar a molalidad

1. Asumir 1 mol total de solucin. 2. Calcular los moles de soluto a partir de la fraccin molar. 3. Si no tenemos la fraccin molar del disolvente, la calculamos utilizando la

ecuacin XA + XB = 1.0 y despejando para la desconocida. 4. Cambiar los moles de disolvente a kg. 5. Sustituir en la ecuacin de molalidad.

CONVERSIN DE MOLALIDAD A MOLARIDAD

disolventekgsolutomolesm = ; M=

solucinlitrosenvolumensolutomoles

Asumimos un kilogramo de disolvente. Una solucin acuosa es 0.273 m KCl. Calcule la concentracin molar (M) de cloruro de potasio, (KCl = Mm = 74.6 g/mol). La densidad de la solucin es 1.011 x 103 g/L. 0.273 m significa 0.273 moles en 1 kg de agua, porque la solucin es acuosa, el disolvente es agua.

Asumimos 1 kg de disolvente y determinamos los moles de soluto, KCl.

aguakgKClmolesm

1273.0 =

moles KCl = 0.273 moles/kg (1 kg agua)

= 0.273 moles de KCl

Para calcular la molaridad necesitamos el volumen de la solucin en litros, tenemos el dato de densidad de la solucin.

Densidad = volumenmasa

Despejamos para volumen de solucin:

V = densidadsolucinmasa

Como: masa solucin = masa soluto + masa disolvente, necesitamos la masa del soluto que se puede calcular con los moles de KCl y la masa del disolvente se obtiene del dato asumido inicialmente 1 kilogramo de disolvente.

0.273 moles KCl x KClgKClmolKClg 4.20

16.74 =

Asumimos 1 kg disolvente = 1000 g de agua

Por lo tanto: Masa solucin = 20.4 g KCl + 1000 g agua = 1020 g solucin

Utilizamos la densidad para calcular el volumen de la solucin.

V = dm = L

Lgxg 009.1

/10011.11020

3 =

Sustituimos en la ecuacin de molaridad

M = volumenmoles = M

Lmoles 271.0

009.1273.0 =

Pasos conversin molalidad a Molaridad

1. Asumir 1 kg de disolvente. 2. Calcular los moles de soluto, cambiar esos moles a gramos de soluto. 3. Calcular la masa de la solucin usando la masa del soluto y disolvente. 4. Utilizar la ecuacin de densidad para calcular el volumen de solucin. 5. Sustituir en la ecuacin de molaridad.

CONVERTIR DE MOLARIDAD A MOLALIDAD

M=solucinlitrosenvolumen

solutomoles ; disolventekgsolutomolesm =

Asumir 1 litro de solucin. Una solucin acuosa es 0.907 M Pb(NO3)2. Calcule la molalidad de Pb(NO3)2 en la solucin. La densidad de la solucin es 1.252 g/mL.

Asumimos 1 L de solucin y obtenemos los moles de soluto.

LNOPbmoles

M1

)(907.0 23=

moles Pb(NO3)2 = 0.907 moles/L( 1 L) = 0.907 moles Pb(NO3)2

Utilizamos la densidad para calcular la masa de la solucin.

volumenmasaD = masa = D ( volumen)

= (1.252 g/mL)(1000mL) = 1252 g solucin

Necesitamos calcular la masa del disolvente en kilogramos y sabemos que:

Masa solucin = masa del soluto + masa del disolvente Masa del disolvente = masa de la solucin masa del soluto

Necesitamos la masa del soluto que se obtiene a partir de los moles.

0.907 moles Pb(NO3)2 x 2323 )(300

1)(2.331

NOPbgmol

NOPbg = Masa del disolvente = 1252 g 300 g = 952 g agua = 0.952 kg

Sustituimos en la ecuacin de molalidad

mkgmoles

disolventekgsolutomolesm 953.0

952.0907.0 ===

Pasos para convertir molaridad a molalidad 1. Asumir 1 litro de solucin. 2. Calcular los moles de soluto y cambiarlos a gramos de soluto. 3. Utilizar la densidad para calcular la masa de la solucin. 4. Calcular los gramos del disolvente utilizando la masa de la solucin y

la masa del soluto. Cambiar los gramos de disolvente a kg. 5. Sustituir en la ecuacin de molalidad.

CONVERSIN DE MOLARIDAD A PORCIENTO POR PESO

M=solucinlitrosenvolumen

solutomoles ; % = 100Xsolucinmasasolutomasa

Asumir 1 litro de solucin. El cido sulfrico concentrado tiene una densidad de 1.84 g/mL y 18 M. Qu porcentaje de H2SO4 por peso hay en la solucin?

Asumir 1 litro de solucin y calcular los moles de soluto.

)1(/181

18 solucinLLmolessolutomolessolucinLsolutomolesM ===

= 18 moles soluto Cambiar los moles de soluto a gramos.

4242

42 176419818 SOHg

molSOHgxSOHmoles =

Utilizar la densidad de la solucin para calcular la masa de la solucin.

==volumenmasaD masa solucin = densidad(volumen)

=1.84 g/mL(1000mL) =1840 g solucin

Sustituir en la ecuacin de porciento por peso ( porcentaje por masa)

%9.9510018401764100% === x

ggx

solucinmasasolutomasa

Pasos conversin molaridad a porciento por peso. 1. Asumir 1 litro de solucin. 2. Calcular los moles de soluto y cambiarlos a gramos. 3. Utilizar la densidad para calcular la masa de la solucin. 4. Sustituir en la ecuacin de porciento por peso.

CONVERSIN DE PORCIENTO POR PESO A MOLARIDAD

% = 100Xsolucinmasasolutomasa ; M=

solucinlitrosenvolumensolutomoles

Asumir 1 litro de solucin. Una solucin acuosa de etilenglicol es 40.0 % (CH2OHCH2OH Mm= 62 g/mol) por peso, con una densidad de 1.05 g/mL. Determine la molaridad de la solucin.

Asumimos el litro de solucin (1000 mL)

Utilizamos la densidad para calcular la masa de la solucin.

)(volumendensidadmasavolumenmasaD ===

masa solucin = 1.05 g/mL (1000 mL) = 1050 g solucin

Sustituimos en la ecuacin de porciento por peso para calcular la masa del soluto, utilizando el dato de 40.0 %.

% = 100Xsolucinmasasolutomasa

masa soluto = solutoggsolucinmasa 420100

)1050%(0.40100

)%( ==

Cambiamos los gramos a moles utilizando la masa molar del soluto.

420 g soluto x molesgsolutomol 8.6

621 =

Sustituir en la ecuacin de molaridad.

MLmoles

volumenmolesM 8.6

18.6 ===

Pasos conversin de porciento por peso a molaridad.

1. Asumir 1 litro de solucin. 2. Calcular la masa de la solucin utilizando la densidad y el litro de

solucin. 3. Sustituir en la ecuacin de porcentaje por masa para calcular la masa del

soluto. 4. Cambiar la masa de soluto a moles utilizando la masa molar del soluto. 5. Sustituir en la ecuacin de molaridad.