FRACCIÓN MOLAR

Fracción Molar

Fracción molar (Xi): se define como la relación entre las moles de un componente y las moles totales presentes en la solución.

La fracción molar del soluto (F1) es la relación entre el número de moles del soluto (n1) y el número de moles de la solución (n1+ n2).

La fracción molar del solvente (F2) es la relación entre el número de moles del solvente (n2) y el número de moles de la solución (n1+ n2).

Siendo: F1 = fracción molar del soluto   y   F2 = fracción molar del solvente

n1 = número de moles del soluto.

n2 = número de moles del solvente.

n = número de moles de la solución ( n1 + n2 ).

La suma de la fracción molar del soluto

Xsto + Xste = 1

EJEMPLO

Calcular la fracción molar de cada una de las sustancias de la disolución de: 10 moles de metanol, 1 mol de etanol y 8 moles de agua.

• n_t = moles totales de la disolución = 19
• x_metanol = n_metanol / n_t = 10 / 19 = 0,53
• x_etanol = n_etanol / n_t = 1 / 19 = 0,05
• x_agua = n_etanol / n_t = 8 / 19 = 0,42
• Podemos comprobar que la solución es correcta ya que la suma de las tres es igual a 1:
• x_metanol + x_etanol + x_agua = 0,53 + 0,05 + 0,42 = 1

BIBLIOGRAFÍA

• http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/fraccion-molar
• http://cienciasenbachillerato.blogspot.com/2010/06/fraccion-molar.html
• http://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-fraccion-molar.html

MOLALIDAD

Molalidad

Otra unidad de concentración comúnmente utilizada es la molalidad, la cual expresa el número de moles de soluto por kilogramos de solvente utilizados en la preparación de la solución.  Si una solución tiene una concentración de 1.5 m, sabemos que contiene 1.5 moles de soluto por cada kilogramo de solvente.  En esta unidad, no es importante la cantidad final de solución que se obtiene. 

Molalidad = moles de soluto / kilogramos de solvente m = mol soluto /  kg  solvente

EJEMPLO

Se tiene una solución  2 % m / V. Hallar la molalidad  si el PM del soluto es 56 g/mol y la densidad de la solución 1,05 g / ml.

Las moles de soluto se hallan 2 g / 56 g / mol = 0,036 mol

Para hallar la masa de solvente primero se debe conocer la masa de solución:

Masa de solución =  100 ml x 1,05 g / ml = 105 g

Masa solvente = 105 g – 2 g = 103 g = 0,103 Kg

molalidad = 0,036 moles / 0,103 Kg = 0,35 m

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.amschool.edu.sv/paes/science/concentracion.htm
• http://quimicaparatodos.blogcindario.com/2009/09/00064-problemas-de-calculo-de-la-molalidad-de-una-solucion.html

SOLUCIÓN MOLAR O MOLARIDAD

Solución Molar o Molaridad

La molaridad se refiere al número de moles de soluto que están presentes por litro de solución. Por ejemplo, si una solución tiene una concentración molar de 2.5M, sabemos que hay 2.5 moles de soluto por cada litro de solución.  Es importante notar que el volumen de solvente no es tomado en cuenta sino el volumen final de la solución. 

Molaridad = moles de soluto / litros de solución M = mol soluto / L solución

1) ¿Cuál será la molaridad de una solución que contiene 64 gr de Metanol (p.m 32 gr/mol) en 500 ml de solución? 

Metanol = 64 gr. 
p.m. = 32 gr / mol. 
500 ml solución = 0.5 litros. 

M = 64 gr / 32 gr / mol / 0.51 = 4 Molar. 

Calcular M de una disolución obtenida disolviendo en agua 100 g de sulfato de cobre(II) y añadiendo después más agua hasta completar un volumen de un litro. Masas Atómicas: S=32; Cu=63,5; O=16

Solución: MCuSO4 = 159,5 g/mol

100grCuSO4 x 1mol/159.5gr = 0.63 moles

M = 0.63 MOLES / 1 LITRO DE DISOLUCION = 0.63 

M= 0.63

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.amschool.edu.sv/paes/science/concentracion.htm
• http://webs.ono.com/tomas_mata/cuestiones_problemas_tema_cero.pdf

SOLUCIÓN NORMAL O NORMALIDAD

Solución Normal o Normalidad

La normalidad es una medida de concentración que expresa el número de equivalentes de soluto por  litro de solución.  La definición de equivalentes de soluto depende del tipo de reacción que ocurre.  Para reacciones entre ácidos y bases, el equivalente es la masa de ácido o base que dona o acepta exactamente un mol de protones (iones de hidrógeno). 

Normalidad = equivalentes gramo de soluto / litros de solución

N = equivalentes g soluto / L solución

Cuál será la normalidad de las siguientes soluciones?

a- 14,98 g KCl /litro 

Se debe conocer la masa molar y cuantos equivalentes por mol se tienen. Al ser una sal, la cantidad de equivalentes por mol será igual a la carga total positiva que en este caso es 1. (1 K con +1)

El peso  molar es 39 + 35,5 = 74,5 g /mol y el peso equivalente 74,5 g /eq

Normalidad = equivalentes soluto / litro solución
Como se expresa la cantidad de solución en litros, solo se debe hallar la cantidad de equivalentes presentes en los 14.98 g.

eq = masa / Peso equivalente = 14,98 g / 74,5 g /eq = 0,2 eqN = 0.2 eq / litro = 0,2 N

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.amschool.edu.sv/paes/science/concentracion.htm
• http://quimicaparatodos.blogcindario.com/2009/09/00085-mas-problemas-resueltos-de-normalidad.html

CONCENTRACIONES

Concentraciones

La concentración se refiere a la cantidad de soluto que hay en una masa o volumen determinado de solución o solvente.  Puesto que términos como concentrado, diluido, saturado o insaturado son inespecíficos, existen maneras de expresar exactamente la cantidad de soluto en una solución. 

1.- PORCENTAJE PESO A PESO (%M/M):

EL % M/M se refiere a la masa de soluto en gramos que se encuentra presente en 100g de solución.

EJEMPLO 

• 10 gr soluto si se disuelven 10 grs de sal en 50grs de solución el %M/M sera. 

%M/M=  10/50 = 0.2

%M/M= 0.2 * 100 = 20

2.- PORCENTAJE VOLUMEN A VOLUMEN(%V/V)

El porcentaje en volumen (%V) es una propiedad intensiva que determina cuantos mL. de soluto están contenidos en cada 100 mL. de solución.

Propiedades:

1. %V (soluto) + %V (solvente) = 100%

2. V (soluto) + V (solvente) = V (solución)

Ejemplo: 

Sea una solución acuosa de etanol al 15% en volumen.

15% en volumen, significa que en cada 100 mL. de solución están contenidos 15 mL. de etanol.

2.- PORCENTAJE PESO A VOLUMEN (%V/V)

Es la proporción de unidades de masa de un soluto por cada 100 unidades de volumen de solución (Skoog, 2005).

Para el cálculo del porcentaje peso volumen se utiliza la siguiente expresión:

Donde:

%(P/V): porcentaje peso/volumen

m_sto: masa de soluto (g)

V_sol: volumen de solución (ml)

Ejemplo: ¿Cual  es el % p/v de NaCl es una solucion q contiene 10g  de soluto en 120 mL de solucion?

Datos:

% p/v NaCl= ?

Volumen solucion= 120 mL.             Masa NaCl= 10g.

Solucion: 

% p/v NaCl= masa NaCl                x 100 =         10g         x 100 = 8.33%

                    vplumen disolucion                     120mL

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.amschool.edu.sv/paes/science/concentracion.htm
• http://es.slideshare.net/pallita/porcentaje-pesopeso
• http://www.fullquimica.com/2012/11/porcentaje-en-volumen.html
• http://elementoscompuestos.blogspot.com/2011/09/porcentaje-peso-volumen-pv.html
• http://jaime.gia.ec/IMS/soluciones/porcentaje_peso_volumen.html

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES

Concentraciones

La concentración se refiere a la cantidad de soluto que hay en una masa o volumen determinado de solución o solvente.  Puesto que términos como concentrado, diluido, saturado o insaturado son inespecíficos, existen maneras de expresar exactamente la cantidad de soluto en una solución. 

1.- PORCENTAJE PESO A PESO (%M/M):

EL % M/M se refiere a la masa de soluto en gramos que se encuentra presente en 100g de solución.

EJEMPLO 

• 10 gr soluto si se disuelven 10 grs de sal en 50grs de solución el %M/M sera. 

%M/M=  10/50 = 0.2

%M/M= 0.2 * 100 = 20

2.- PORCENTAJE VOLUMEN A VOLUMEN(%V/V)

El porcentaje en volumen (%V) es una propiedad intensiva que determina cuantos mL. de soluto están contenidos en cada 100 mL. de solución.

Propiedades:

1. %V (soluto) + %V (solvente) = 100%

2. V (soluto) + V (solvente) = V (solución)

Ejemplo: 

Sea una solución acuosa de etanol al 15% en volumen.

15% en volumen, significa que en cada 100 mL. de solución están contenidos 15 mL. de etanol.

2.- PORCENTAJE PESO A VOLUMEN (%V/V)

Es la proporción de unidades de masa de un soluto por cada 100 unidades de volumen de solución (Skoog, 2005).

Para el cálculo del porcentaje peso volumen se utiliza la siguiente expresión:

Donde:

%(P/V): porcentaje peso/volumen

m_sto: masa de soluto (g)

V_sol: volumen de solución (ml)

Ejemplo: ¿Cual  es el % p/v de NaCl es una solucion q contiene 10g  de soluto en 120 mL de solucion?

Datos:

% p/v NaCl= ?

Volumen solucion= 120 mL.             Masa NaCl= 10g.

Solucion: 

% p/v NaCl= masa NaCl                x 100 =         10g         x 100 = 8.33%

                    vplumen disolucion                     120mL

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.amschool.edu.sv/paes/science/concentracion.htm
• http://es.slideshare.net/pallita/porcentaje-pesopeso
• http://www.fullquimica.com/2012/11/porcentaje-en-volumen.html
• http://elementoscompuestos.blogspot.com/2011/09/porcentaje-peso-volumen-pv.html
• http://jaime.gia.ec/IMS/soluciones/porcentaje_peso_volumen.html

SOLUCIÓN QUÍMICA

Solución Química

Una solución (o disolución) es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida. 

Se denomina así a la mezcla de dos o más componentes en cantidades fijas o no, que forman un todo homogéneo, esto es, que no existan zonas de separación o fases.

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Disoluciones_quimicas.html
• Material didáctico química15

LEY DE DALTON

Ley de Dalton

Ley de Dalton. Es una de las leyes estequiométricas más básicas, formulada en 1803 por 

Jhon Dalton  incluye la ley de las proporciones múltiples y la ley de las presiones parciales.

"La presión total de una mezcla es igual a la suma de las presiones parciales que ejercen los gases de forma independiente"

EJEMPLO:

1. Una muestra de aire solo contiene nitrógeno y oxígeno gaseoso, cuyas presiones parciales son 0,80 atmósfera y 0,20 atmósfera, respectivamente. Calcula la presión total del aire.

· Primer paso: Identificar los datos que brinda el enunciado.

P(N)= 0,80 atm

P(O)= 0,20 atm

· Segundo paso: Conocer la incognita o interrogante.

Ptotal= ?

· Tercer paso: Sustituir los datos en la expresión matemática y efectuar el calculo.

Pt= P(N) + P(O)

Pt= 0,80 atm + 0,20 atm

Pt= 1 atm

BIBLIOGRAFÍA

• http://estquimica.blogspot.com/p/esta-ley-establece-como-enunciado-la.html
• http://www.ecured.cu/index.php/Ley_de_Dalton
• Material didáctico química15

ECUACIÓN GENERAL

Ecuación General

A partir de las leyes de los gases se establece la Ecuación General que relaciona la cantidad de moles con el volumen, la presión y la temperatura.

P . V = n . R . T

R = constante = 0,082 litro.atm / ºK . mol

Si se utiliza esa constante la temperatura debe expresarse en ºK (ºC + 273), la presión en atmósferas  y el volumen en litros.

P = presión

V = volumen

N =      número de moles = Pa = (Peso en gramos del gas)

                           Ma   (Peso molecular del gas)

T =   Temperatura en grados Kelvin

R =              Constante universal de los gases = 0.082 at – li

                                                   mol . K

BIBLIOGRAFÍA

• http://quimicaparatodos.blogcindario.com/2009/12/00227-ecuacion-general-de-los-gases-diccionario-quimico.html
• Material didáctico química15

LEY COMBINADA

Ley Combinada

Las leyes de Boyle y de Charles se pueden combinar en una ley que nos indica a la vez la dependencia del volumen de una cierta masa de gas con respecto a la presión y la temperatura. Esta ley conocida como ley combinada de los gases se enuncia como sigue: Para una masa determinada de cualquier gas, se cumple que el producto de la presión por el volumen dividido entre el valor de la temperatura es una constante. 

Las tres leyes referidas a un único gas (Boyle, Charles y Gay-Lussac) se pueden resumir en una única ecuación matemática:

PV/T = cte

De acuerdo con el enunciado, se puede establecer la siguiente expresión matemática:

V1 . P1 = V2 . P2

                                                                T1            T2

En donde:

          V= Volumen

          P= Presión

          T= Temperatura

A partir de la ley combinada podemos calcular la forma como cambia el volumen o presión o temperatura si se conocen las condiciones iniciales (Pi,Vi,Ti) y se conocen dos de las condiciones finales (es decir, dos de las tres cantidades Pt, Vt, Tf).

EJEMPLO:

1. Una masa gaseosa ocupa u volumen de 2,5 litros a 12 °C y 2 atm de presión. ¿Cuál es el volumen del gas si la temperatura aumenta a 38°C y la presión se incrementa hasta 2,5 atm?

· Primer paso: identificar los datos que brinda el enunciado.

V1= 2,5 L

T1= 12 °C

P1= 2 atm

T2= 38 °C

P2= 2,5 atm

· Segundo paso: Conocer la incognita.

V2= ?

· Tercer paso: Despejar V2 de la expresión V1 . P1 = V2 . P2 , quedando así:

                                                                                 T1            T2

V2= V1 . P1 . T2

                                                                       T1 . P2

· Cuarto paso: Transformar las unidades de temperatura (°C) a Kelvin.

                        T1: K= °C + 273                                     T2: K= °C + 273

                        K= 12 + 273= 285 K                              K= 38 + 273= 311 K

· Quinto Paso: Sustituir los datos en la expresión y efectuar los calculos matemáticos.

V2= 2,5 L . 2 atm . 311 K

                                                                  285 K . 2,5 atm

Se cancelan las unidades de presión y temperatura (atm y K), se obtiene el resultado.

V2= 2,18 L

BIBLIOGRAFÍA

• https://quimicaenaccion.wikispaces.com/G-+Ley+Combinada+de+los+Gases
• http://estquimica.blogspot.com/p/ley-de-dalton.html
• http://www.educaplus.org/play-260-Ley-combinada-de-los-gases.html
• http://quimica11ddb.blogspot.com/2011/05/ley-combinada-de-los-gases.html