01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 1

EJERCICIOS DE CÁLCULO DE SOLUCIONES NORMALES, MOLARES Y MOLARES

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 2

OBJETIVO:

• El alumno realizará ejercicios de cálculos de soluciones normales, molares y molales aplicando fórmulas y factores de conversión cuando sea necesario.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 3

SOLUCIONES MOLARES

• Calcula la molaridad de una solución que contiene 30g de NaOH en un litro de solución:

M = moles Litro de solución

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 4

• Transformar 30g de NaOH a moles, por medio del peso molecular:

Peso molecular del NaOH = 40 g/molNa = 23gO= 16gH =1g 30g de NaOH 1 mol NaOH = 0.75 mol 40 g

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 5

0.75 mol = 0.75M 1 Litro Problema 2: Cuántos gramos se requieren para

preparar una solución 0.2M de NaCO3 en un litro de solución.

1. Calcular peso molecular del NaCO3 : Na = 23g C= 12g O= 16 x 3= 48g P.M NaCO3 = 83 g/mol

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 6

2. Plantear factores de conversión:

0.2 mol NaCO3 x 83 g NaCO3 x 1 Litro Litro 1 mol

=16.6 g de NaCO3

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 7

EJERCICIOS DE SOLUCIONES NORMALES

N = m Peq x V

Donde:N = Normalidadm = masaPeq = P.M (Peso molecular) Eq (Equivalentes)V = Volumen

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 8

¿Qué cantidad de NaOH se requiere para preparar 5 litros de una solución 2N

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 9

1. Despejando m en: N = m Peq x V

m = N x Peq x V

Sabemos que Peq del NaOH= 40g /1 Eq

2. Sustituyendo valores:

m= (2 eq/L) x (40 g/eq) x ( 5L) = 400g

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 10

SOLUCIONES MOLALES• Es la concentración que se expresa en

términos de moles de soluto en Kg de disolvente.

m = mol de soluto Kg de disolvente

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 11

Ejemplo:

• Calcular la molalidad para una solución que contiene 12g de HCl en 250g de agua

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 12

• 1. Convertir 12g de HCl a moles:

1 mol de HCl = 36.45g HCl X = 12g de HCl 1 mol HCl 36.45g HCl = 0.329 mol de HClConvertir 250g a Kg : 250g x 1Kg = 0.25Kg

1000g

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 13

Sustituyendo en:

m = mol de soluto Kg de disolvente

m = 0.329 mol HCl0.25Kg

m= 1.31mol/Kg ó 1.31m

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 14

ÁCIDOS Y BASESOBJETIVO GENERAL: El alumno conocerá la

diferencia entre ácidos y bases, así como su comportamiento en solución acuosa.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:1. Estudiar el concepto de escala de PH.2. Cálculo de PH y POH, a partir de la

concentración de soluciones. 3. Titulaciones ácido-base (neutralización)

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 15

ÁCIDOS Y BASES

• Todos los alimentos tienen un sabor característico. Si el sabor de una sustancia es agrio, decimos que esa sustancia es ácida, si la sustancia es amarga la llamamos alcalina o básica.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 16

• Los jugos de frutas cítricas, el vinagre, etc, son ácidos; el jabón tiene un sabor amargo característico de las bases.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 17

ÁCIDO

• En medio acuoso, un ácido es una sustancia que aumenta la concentración de iones H3O+ (ión hidronio) cuando se añade al agua.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 18

BASE• Una base aumenta la concentración de

iones OH- en disolución acuosa.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 19

ÁCIDOS Y BASES DE BRONSTED-LOWRY

Bronsted y Lowry definieron los ácidos como donadores de protones, y a las bases como aceptores de protones.

A la especie H+ también se le llama protón, porque es lo que queda, cuando un átomo de hidrógeno pierde su electrón.

HCl + H2O H3O+ + Cl-

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 20

ESCALA DE PH

• La concentración del H3O+ controla la fuerza del ácido, si la concentración es alta, la fuerza es grande y si la concentración es baja la fuerza es pequeña. De la misma manera, la concentración de OH- controla la fuerza de la base. Cuando más alta es la concentración, más fuerte es la base.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 21

• La escala de PH nos permite medir la acidez de una solución.

• Se define el PH como el logaritmo negativo de la concentración de iones hidronio.

PH = - log H3o+

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 22

Ejemplo:

• El PH de una solución que contiene una concentración de H3o+ = 1 x10 -4 es 4.

• Si la concentración es 1 x 10 -3 , el PH es 3.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 23

FIGURA DE LA ESCALA DE PH

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 24

POH

• La definición de POH es: pOH = -log OH-

En el agua pura el pOH=7

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 25

CONCENTRACIÓN DE H+ Y OH-

EN AGUA PURA A 25°C

• La constante de autoprotólisis del H2O, tiene el símbolo especial KW, donde w significa water (agua).

H2O H+ + OH-

KW = 1x 10 -14 = H+ OH-

• La concentración de H+ y OH- son ambas 1x 10 -7 M en agua pura a 25°C.

• p H + pOH = -log KW = 14 a 25°C.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 26

• p H + pOH = -log KW = 14 a 25°C.Ejercicios: 1. ¿Cuál es el PH de una solución cuya

concentración es 0.1 M? PH = -log 0.1 PH= 1La solución es ácida

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 27

2. ¿Cuál es el pOH de una solución cuya concentración es 5x10-6 ? • pOH = -log OH-

pOH = -log 5x10-6

pOH =- (5.30) = 5.30La solución es ligeramente ácida.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 28

TITULACIONES ACIDO-BASE

El proceso más común para determinar la concentración de una disolución es la titulación. Un ejemplo es la titulación acido- base, que consiste en agregar gradualmente una disolución de concentración conocida a otra que se desconoce su concentración, hasta el punto de equivalencia (punto donde ha finalizado la neutralización), el cual se distingue por un cambio de coloración producido por el indicador ácido-base.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 29

Uno de los indicadores ácido-base más comúnmente utilizado es la fenolftaleína que vira de incoloro a rosa.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 30

Se titula la solución de concentración desconocida contenida en un matraz Erlenmeyer y a la cual se le agrega previamente unas gotas de solución indicadora.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 31

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 32

Ejemplo de aplicación

• Calcula el volumen que se requiere para neutralizar una solución de H3PO4 , cuya concentración es 1N, si reacciona con 30 ml de NaOH 1N.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 33

Sustituyendo valores en la formula: C1 x V 1 = C2 x V2Donde:

C1 = Concentración conocidaV1= Volumen de gastado de disolución de

concentración conocida (titulante).C2= Concentración de la disolución que se titula.V2= Volumen de la solución a titular.

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 34

C1 x V 1 = C2 x V2

• En este caso, despejo V2: V2 = C1 x V1

C2Donde:C1 = 1N NaOHV1= 30 ml de NaOHC2= 1N H3PO4

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 35

Sustituyendo en: V2 = C1 x V1 C2

V2 = ( 1N NaOH) ( 30 ml de NaOH)1N H3PO4

V2= 30 ml de H3PO4

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 36

Ejercicio: Calcula la concentración de una solución de HCl, de la cual se titularon 15 ml. La titulación se realiza con NaOH 0.1M, los mililitros gastados de NaOH fueron 15 ml.

Respuesta: 0.1M (Justifica tu respuesta)

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 37

GUÍA DE REPASO

• Escribe los siguientes conceptos (indica qué unidades contienen y con qué letra se denotan; para el caso de soluciones molares, y normales)

• Solución saturada.• Solución diluida• Solución concentrada• Soluciones porcentuales• Soluciones molares • Soluciones normales

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 38

• ¿Cuál es la zona ácida en la escala de PH, en que valor inicia y en cuál concluye ?• ¿¿Cuál es la zona básica en la escala de

PH, en que valor inicia y en cuál concluye ?• ¿Cuál es el valor neutro en la escala de

pH?• ¿Cuáles son las características del

indicador ácido-base fenolftaleína?

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 39

Resuelve los siguientes ejercicios:

1. Calcular la cantidad de soluto necesario para preparar:

1. 500ml de Ca(OH) 0.005N2. Calcular la molaridad en las siguientes

soluciones:• 40g de NaOH en 200 ml de solución• 3.92g de NaOH en 150 ml de solución

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 40

Calcular la normalidad en las siguientes soluciones:

• 30g de NaOH en 100 ml de solución• 4g de KOH en 150 ml de solución

01/05/2023 Elaboró: Q. Lilia Hernández Morales 41

Bibliografía:• Guayasamin, G. Química una versión moderna, 2ª Ed. Noriega editores. P 173-179 y 225-239.• Harris, D. Análisis Químico Cuantitativo 2ª. Ed. 2002. Editorial Reverté S.A. P126-133.

• Imágenes: 1. Recuperada el 7 de Mayo de 2016 de: https

://www.google.com.mx/search?q=imagenes+de+soluciones+%C3%A1cidas+y+alcalinas&biw=1024&bih=639&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwiiobOMl8vMAhUD4D4KHUX1B4AQsAQIGQ#tbm=isch&q=imagenes+de+acidos+y+bases&imgrc=cpsozBPdufzxdM%3A

• 2. Recuperada el 7 de Mayo de 2016 de: • https://www.google.com.mx/search?q=imagenes+de+soluciones+%C3%A1cidas+y+alcalinas&biw=1024&b

ih=639&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwiiobOMl8vMAhUD4D4KHUX1B4AQsAQIGQ#tbm=isch&q=Titulaciones+%C3%A1cido-base&imgrc=NA_YRHJzj5gQoM%3A