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EJERCICIOS DE CÁLCULO DE SOLUCIONES NORMALES, MOLARES Y MOLARES
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OBJETIVO:
• El alumno realizará ejercicios de cálculos de soluciones normales, molares y molales aplicando fórmulas y factores de conversión cuando sea necesario.
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SOLUCIONES MOLARES
• Calcula la molaridad de una solución que contiene 30g de NaOH en un litro de solución:
M = moles Litro de solución
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• 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
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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
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2. Plantear factores de conversión:
0.2 mol NaCO3 x 83 g NaCO3 x 1 Litro Litro 1 mol
=16.6 g de NaCO3
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EJERCICIOS DE SOLUCIONES NORMALES
N = m Peq x V
Donde:N = Normalidadm = masaPeq = P.M (Peso molecular) Eq (Equivalentes)V = Volumen
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¿Qué cantidad de NaOH se requiere para preparar 5 litros de una solución 2N
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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
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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
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Ejemplo:
• Calcular la molalidad para una solución que contiene 12g de HCl en 250g de agua
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• 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
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Sustituyendo en:
m = mol de soluto Kg de disolvente
m = 0.329 mol HCl0.25Kg
m= 1.31mol/Kg ó 1.31m
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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)
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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.
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• Los jugos de frutas cítricas, el vinagre, etc, son ácidos; el jabón tiene un sabor amargo característico de las bases.
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ÁCIDO
• En medio acuoso, un ácido es una sustancia que aumenta la concentración de iones H3O+ (ión hidronio) cuando se añade al agua.
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BASE• Una base aumenta la concentración de
iones OH- en disolución acuosa.
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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-
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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.
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• 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+
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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.
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FIGURA DE LA ESCALA DE PH
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POH
• La definición de POH es: pOH = -log OH-
En el agua pura el pOH=7
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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.
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• 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
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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.
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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.
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Uno de los indicadores ácido-base más comúnmente utilizado es la fenolftaleína que vira de incoloro a rosa.
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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.
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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.
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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.
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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
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Sustituyendo en: V2 = C1 x V1 C2
V2 = ( 1N NaOH) ( 30 ml de NaOH)1N H3PO4
V2= 30 ml de H3PO4
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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)
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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
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• ¿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?
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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
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Calcular la normalidad en las siguientes soluciones:
• 30g de NaOH en 100 ml de solución• 4g de KOH en 150 ml de solución
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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