Características de los estados de la materia, equilibrio químico y pH

Enunciado del problema

Componentes

Soluto

Solvente

Unidades de concentración físicas

 % peso / peso (%p/p)

% peso  / volumen (%p/v)

% volumen/ volumen (%v/v)

Partes por millón (ppm)

Unidades de concentración química

Molaridad (M)

Molalidad (m)

Normalidad (N)

Fracción Molar (Xa/Xb)

Enunciado ejercicio

1. El etilenglicol C2H6O2 es un anticongelante utilizado en los automóviles, si agregamos 500 mL a 2,5 Litros de agua, a que temperatura se deberá congelar el agua del motor.(densidad del anticongelante 1,1g/mL, Kc=1.86°C/m)

Solución.

Soluto:  Etilenglicol  (C₂H₆O₂) 500 ml

             densidad = 1,1 g/ml

            Peso molecular: 2 (12) + 6 + 2(16) = 62 g/mol

Calculamos masa del soluto:  

densidad = masa/volumen

masa = densidad × volumen

masa = 1,1 g /ml × 500 ml = 550 g

masa de etilenglicol (soluto) = 550 g

Solvente:  Agua   2,5 L

                  Kc = 1,86 °C / m

Calculamos masa de agua: 2,5 L × 1 kg/L = 2,5 kg

Tenemos las ecuaciones:

Ecuación 1 :   ΔTc  = T°c  - Tc

Ecuación 2:  ΔTc  =  Kc . m

Para calcular ΔTc usando la ecuación 2, conocemos Kc y podemos calcular m (concentración molal de soluto):

m = moles de soluto/ kg se solvente

moles de soluto = 550 g / 62 g/mol = 8,87 moles

m = 8,87 moles soluto/ 2,5 kg solvente = 3,548

Ahora, podemos calcular ΔTc usando la ecuación 2:

ΔTc = 1,86 °C /m  ×  3,548 m = 6,6 °C

Ahora, podemos calcular Tc (temperatura de congelación de la solución) usando la ecuación 1:

ΔTc  = T°c  - Tc

6,6 °C = 0 °C - Tc

Tc = - 6,6 °C

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Respuesta a los interrogantes

• Al aumentar la concentración la temperatura de ebullición aumenta también (ascenso ebulloscopico).

La relación esta dada por:

ΔT = m . Ke

Siendo m la concentración del soluto expresada en molalidad y Ke constante de ebullición del solvente.

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• Las propiedades coligativas (como el ascenso ebulloscópico  y el descenso crioscópico) dependen de la concentración de la sustancia disuelta y no del tipo de sustancia.  

Enunciado del ejercicio

Solución.

Enunciado del problema

1. ¿Qué cantidad de hidróxido de potasio (KOH) es necesario para preparar un 1500 mL de disolución de pH=9,8?

Solución.

Datos:

1.2 g NaOH

0.7 g Al(OH)₃

Explicación:

Sea NaOH el solvente y Al(OH)₃ el soluto se tiene que:

masa solución= 1.2 +0.7 =1.9 g

masa soluto= 0.7 g

masa solvente= 1.2 g

El porcentaje referido a la masa relaciona la masa de soluto presente en una cantidad de solución. Su fórmula es:

%m/m = (masa soluto (g)/ masa solución (g)) .100

Reemplazando los datos:

%m/m= (0.7 g/ 1.9 g) *100

%m/m= 36.84 %

la concentración de la solución resultante entre NaOH y Al(OH)₃ es de: 36.84 %