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Ejemplo, cómo calcular la normalidad, molaridad, molalidad y fracción molar de una solución

Problema n° 7 de estequiometría de las soluciones, normalidad, molaridad y molalidad

Enunciado del ejercicio n° 7

Una solución acuosa de ácido sulfúrico al 11 % P/P tiene una densidad de 1,08 g/cm³. Expresar su concentración en:

a) Gramos de soluto/100 gramos de solución.

b) Gramos de soluto/100 gramos de disolvente.

c) % P/V.

d) N.

e) M.

f) m.

g) ƒm

Desarrollo

Datos:

C = 11 % P/P

δ = 1,08 g/cm³

Fórmulas:

δ =m
V

Solución

1.000 cm³ de la solución ácida pesa 1.080 g:

δ =m
V
1,08 g/cm³ =1.080 g
1.000 cm³

Como su concentración es de 11 % P/P, aplicamos regla de tres simple:

100 g de solución11 g de ácido
1.080 g de soluciónx
x =1.080 g de solución·11 g de ácido
100 g de solución

x = 118,8 g de ácido

a)

Se trata de la concentración dada.

C = 11 g de soluto en 100 g de solución

b)

La masa de la solución es de 1.080 g y la masa del soluto es de 118,8 g, entonces, la masa del disolvente es:.

1.080 g - 118,8 g = 961,2 g

Aplicamos regla de tres simple:

961,2 g de disolvente118,8 g de soluto
100 g de disolventex
x =100 g de disolvente·118,8 g de soluto
961,2 g de disolvente

Resultado:

x = 12,36 g de soluto por 100 g de disolvente

c)

Con lo calculado de la densidad aplicamos regla de tres simple:

1.000 cm³ de solución118,8 g de soluto
100 cm³ de soluciónx
x =100 cm³ de solución·118,8 g de soluto
1.000 cm³ de solución

Resultado:

x = 11,88 g de soluto por 100 cm³ de solución

d)

El equivalente gramo del ácido sulfúrico es su mol dividido la cantidad de iones hidrógeno que posee en su mol.

Calculamos el mol del ácido sulfúrico:

H2SO4: 2·1 g + 32 g + 4·16 g = 98 g

Tiene 2 hidrógenos:

Eg =98 g
2

El equivalente gramo del ácido sulfúrico es Eg = 49 g, entonces:

49 g de ácido/l1 N
118,8 g de ácido/lx
x =118,8 g de ácido/l·1 N
49 g de ácido/l

Resultado, la normalidad de la solución de H2SO4 es:

x = 2,42 N

e)

Molaridad (M): es el número de moles que tiene una solución por 1.000 cm³ de solución.

En el ítem (d) calculamos el peso de un mol. Entonces, aplicamos regla de tres simple:

98 g de ácido1 M
118,8 g de ácidox
x =118,8 g de ácido·1 M
98 g de ácido

Resultado, la molaridad de la solución de H2SO4 es:

x = 1,21 M

f)

Molalidad (m): es el número de moles de soluto que tiene una solución por 1.000 g de disolvente.

En el ítem (d) calculamos los moles presentes en la solución. Entonces, aplicamos regla de tres simple:

961,2 g de disolvente1,21 mol
1.000 g de disolventex
x =1.000 g de disolvente·1,21 mol
961,2 g de disolvente

Resultado, la molalidad de la solución de H2SO4 es:

x = 1,26 M

g)

La fracción molar (ƒm) es la comparación de los moles de soluto respecto a los moles de la solución.

Calculamos cuántos moles de H2SO4 hay en 118,8 g del mismo:

98 g de ácido1 mol
118,8 g de ácidox
x =118,8 g de ácido·1 mol
98 g de ácido

x = 1,21 moles de H2SO4

Calculamos cuántos moles de agua hay en 961,2 g de disolvente:

18 g de agua1 mol
961,2 g de aguax
x =961,2 g de agua·1 mol
18 g de agua

x = 53,4 moles de agua

Calculamos la fracción molar:

ƒm =1,21 moles
(1,21 + 53,4) moles

Resultado, la fracción molar del H2SO4 es:

ƒm = 0,022

La fracción molar del agua es:

ƒm =53,4 moles
(1,21 + 53,4) moles

ƒm = 0,978

Si sumamos ambas fracciones molares debe resultar "1":

0,022 + 0,978 = 1

Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

San Martín. Buenos Aires. Argentina.

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