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Cálculos relacionados con el %p/p de soluto y densidad de la solución

A partir de soluciones preparadas, con concentraciones conocidas, como %p/p o m/m, de soluto y densidad de la solución, podemos calcular % p/v, fracción molar de soluto, molalidad, partes por millón, molaridad y normalidad de la solución, entre otras.

7.8 Calcular el % p/v para una solución de CuSO4, al 15% p/p, con una densidad de 1,2 g/mL a 20°C.

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Como la densidad de la solución es 1,2 g/mL, habrá 120g/100 mL.

Calculamos los gramos de soluto, en los 120 gramos de la solución.

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Los 18,0 gramos de soluto están siempre presentes en la solución, entonces:

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Molalidad (m)

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El peso molecular del soluto CuSO4 = (63,5g + 32,0g + 64,0g) = 159,5 g/mol

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Fracción molar del soluto:

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Moles de soluto = [pic 29]

Moles de solvente = [pic 30]

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Partes por millón (para la misma solución)

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Molaridad (M)

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Normalidad (N), podemos calcularla directamente, o a partir de la molaridad.

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- Necesitamos conocer los equivalentes del soluto, para el CuSO4

Hallamos su peso equivalente y los equivalentes de CuSO4

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- A partir de la Molaridad:

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Cálculos relacionados con estequiometría de las soluciones

7.9 En un proceso de análisis de suelos se encontró hidróxido férrico, Fe(OH)3, se tomó una muestra de 25,0 g del suelo y se preparó una solución de 1,0 litro. Luego se tomó una alícuota de 10 ml, de esta solución y se valoró con H2SO4. La titulación se llevó a cabo cuando se gastaron 14,0 mL del H2SO4 de concentración 0,1 M. Determinar la concentración de hidróxido férrico en la solución, y el porcentaje de este en el suelo.

Solución:

- Lo primero a determinar, es la concentración de Fe(OH)3

Como se trata de una titulación podemos emplear la relación:

[pic 44]

Siempre y cuando empleemos la forma de expresar concentración en Normalidad

De lo contrario se debemos plantear la ecuación, balacearla y emplear la relación, teniendo en cuenta los factores estequiométricos.

Para plantear los datos y elegir la incógnita, las unidades deben estar así: Volúmenes en mL y concentraciones en Normalidad. Entonces hallamos la Normalidad del H2SO4, a partir de la Molaridad:

M H2SO4 = 0,1 M

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- Planteamos datos e incógnita

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N [pic 48][pic 49]

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- Despejando

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- Para determinar el % de hidróxido férrico en el suelo, hallamos la concentración molar, a partir de la normalidad. Fe(OH)3, tiene 3 equivalentes/mol.

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- Para hallar el % de Fe(OH)3 en la muestra, debemos calcular los gramos de este, a partir de las moles. (Debemos tener en cuenta que se preparó 1,0 L de la solución de suelo). Peso molecular de Fe(OH)3 =106,85 g/mol

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- Como la muestra tomada fue de 25,0 gramos, hallamos el % de Fe(OH)3.

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7.10 Calcular la concentración Molar y Normal de una solución de H2SO4, si para neutralizar 2,0 gramos de KOH, se gastaron exactamente 35 mL del ácido.

En este caso aunque también se trata de una titulación acido-base, debemos tener en cuenta que equivalentes de ácido en el punto de equivalencia, son iguales a equivalentes de base, como no tenemos volumen de la base, podemos hallar la concentración del ácido a partir de los gramos o equivalentes de la base.

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Así que también: [pic 57]

- Hallamos los equivalentes de KOH, a partir de los gramos de KOH (Para ello necesitamos saber el peso equivalente del KOH)

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- El H2SO4 tiene 2 equivalentes/mol, entonces:

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7.11 Si dispone de una solución de permanganato de potasio, de concentración 0,15M y se hace reaccionar con 25 mL de sulfato ferroso de concentración 0,3 M, en medio ácido; hasta que todo el permanganato se reduce