Medidas de concentración de las disoluciones y determinación de pesos moleculares de solutos

La concentración de una disolución es una magnitud que relaciona cantidades de soluto con cantidades de solución. A menor proporción de soluto disuelto en el disolvente, menos concentrada está la disolución, y a mayor proporción más concentrada está. Cada sustancia tiene una solubilidad para un disolvente determinado.

La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que puede mantenerse disuelto en una disolución, y depende de condiciones como la temperatura, presión, y otras sustancias disueltas o en suspensión. Cuando se alcanza la máxima cantidad de soluto en una disolución se dice que la disolución está saturada, y ya no se admitirá más soluto disuelto en ella.

UNIDADES DE CONCENTRACION

Cálculos de concentraciones y conversión de unidades

Ejercicio 1

Hallar la concentración de una solución constituida por 20g de sal común, , en 80 g de agua. Expresar el resultado en las distintas unidades. Suponer que la densidad de la disolución es de , la del agua , y la de sal .

Gramos de soluto = 20g de

Gramos de disolución 20g de soluto + 80 g de disolvente = 100g

Calcular el volumen de la disolución mediante la fórmula:

de la que se deduce que:

Y como, por el sistema métrico decimal se sabe que 1 se tendrá:

En este caso se aplicará la tercera formula de la tabla de unidades de concentración, lo que dará el resultado:

Para hallar los mililitros de soluto se recurre a la fórmula:

Es decir,

En consecuencia:

– Molaridad

Si tenemos en cuenta que los litros de disolución para el cálculo de eta fórmula son

Los moles de soluto:

Como gramos de soluto = se tiene:

Así pues,

Molaridad = 3,76, lo que suele escribirse 3,76 M ó 3,76 molar.

Normalidad

Para hallar los equivalentes gramo de soluto, es necesario calcular el peso equivalente gramo de una sal, que es el peso de un mol dividido por un producto igual al número de átomos del metal por su valencia. Así en el NaCl:

Por tanto:

Y, en consecuencia:

Finalmente

Por regla general, la ecuación de la normalidad suele escribirse del siguiente modo:

– Molaridad

Obtenido ya los moles de soluto 0,342 y como el número de kg de disolvente= 80/100=0,080, resultará

Que suele escribirse:

– Fracción molar de soluto

Para obtener el número de moles del disolvente :

Por tanto,

Ejercicio 2

Una disolución acuosa de ácido sulfúrico, , posee una concentración del . Para hallar a) su molaridad y b) su normalidad.

A partir del dato:

Se ha de obtener la molaridad y la normalidad de la disolución, es decir:

Por tanto se han de pasar los 20g de a moles y a equivalentes gramo, y los 100ml de disolución a litros:

1 mol de

y 0,1 litros de solución,

Valores que, sustituidos en la fórmula de la molaridad, proporcionan el resultado pedido:

– Para calcular la normalidad ha de hallarse el peso de un equivalente gramo de , lo que se hace según la regla: para obtener el peso de un equivalente gramo de un ácido por el número de hidrógeno sustituible que posee.

Por tanto, como

En consecuencia, los 20 d de representan 20/49=0,4082 equivalentes gramo de , y la normalidad buscada será:

Ejercicio 3

Hallar el número de moles y el de equivalentes gramo de hidróxido de sodio, , que hay en 10 litros de una disolución acuosa de concentración 2 N de esa sustancia.