UNIDADES DE CONCENTRACIÓN (PARTE II)

 UNIDADES DE CONCENTRACIÓN: MOLARIDAD, MOLALIDAD, NORMALIDAD Y FRACCIÓN  MOLAR

Molaridad o concentración molar (M): Es el número de moles de soluto contenido en un litro de solución. Se representa con la letra M y se encuentra dividiendo el número de moles de soluto (n) entre el volumen (v) en litro de la solución:

 

Molalidad o concentración molal (m): Es el número de moles de soluto contenidos en un kilogramo de disolvente. Se representa con la letra m y se expresa así:

 

Normalidad (N): Relaciona el número de equivalentes en gramo de un soluto, con la cantidad de solución, en litro

El concepto de equivalente gramo ha sido desarrollado especialmente para referirse a ácidos y bases, por lo tanto, un equivalente gramo es igual a la masa de las sustancias (ácido o base), que produce un mol de iones H+ (hidronios), en el caso de los ácidos o un mol de iones OH- (hidroxilo) en el caso de las bases.

Un equivalente gramo es igual al peso del compuesto sobre el peso molecular o masa de un equivalente, es decir, número de moles. En el caso de ácidos y bases que producen más de una mol H+ o OH-, como por ejemplo el H2SO4 o el Fe(OH)3, el peso de un equivalente gramo se calcula dividiendo su peso molecular en gramos del ácido o de la base entre el número de iones hidronios o hidroxilos respectivamente. (https://bachilleratovirtual.com/aula/mod/lesson/view.php?id=6855)

Para hallar el peso de un equivalente gramo  

En 1792, el químico alemán J.B. Richter publico su libro fundamentos de la estequiometría, en donde utiliza por primera vez esta palabra; además, formulo la ley de las proporciones reciprocas o equivalentes, también conocida como ley de Richter-Wenzel que dice: “Cuando dos elementos se combinan por separado con un peso fijo de un tercer elemento, los pesos relativos de esos elementos serán igual con los que se combinan entre sí; o bien serán múltiplos o submúltiplos de éstos”. La ley de Richter-Wenzel permite establecer el peso-equivalente-gramo, que es la cantidad de un elemento o compuesto que reaccionará con una cantidad fija de una sustancia de referencia; se emplea como sustancias de referencia 8g o partes de oxigeno o bien 1.008g o partes de hidrógeno.

Un equivalente-gramo de un ácido, base o sal, representa al número de gramos del compuesto capaz de liberar i mol de H+, OH- o cargas (+,-), respectivamente. De una manera mas simple y práctica, decimos que el equivalente-gramo de un ácido, base o sal, es numéricamente igual a la masa molar del compuesto, dividido entre el número de moles de iones H+, OH- o cargas (+,-) que libera en la reacción.

Ejemplos: El Eq-g de HCl se obtiene dividiendo la masa molar o peso molecular entre 1, ya que al reaccionar libera 1 mol de iones H+.

                                   M.M                                             36.5

Eq-g HCl = = = 36.5g

                   Moles de iones H+ Liberados                         1

Para una base como el NaOH su Eq-g se obtiene de manera similar, dividiendo su masa molar o peso molecular entre el numero de moles de iones OH- que libera al reaccionar, que es 1.

                                        M.M                                                40

Eq.g NaOH = = = 40 g

                       Moles de iones OH- liberados                           1

Para ácidos o bases que puedan liberar más de un mol de iones H+u OH-, su Eq-g se obtiene dividiendo la masa molar o peso molecular del compuesto entre el número de moles de iones liberados; así, el Eq-g del ácido fosfórico dependerá del número de moles de iones H+ que libere en la reacción y pueden ser los siguientes:

Eq-g de H3PO4 Si libera un ión H+ Si libera dos iones H+ Si libera tres iones H+

98 98 98 --------- = 98g --------- = 49g --------- = 32.66g 1 2 3

Para una sal como el CaSO4 se toma como base la valencia del ión calcio o del ión sulfato Ca+2 SO4-2.

                              M.M                            136

Eq-g CaSO4= = = 68g

                                 2                                  2

Para calcular el número de Eq-g se divide el peso en gramos de sustancia, entre el Eq-g de la misma:

                          W sustancia

Núm.Eq-g =

                         Eq-g  sustancia

(https://www.quimica.es/enciclopedia/Ley_de_las_proporciones_equivalentes.html)

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 de la sustancia A (XA), componente de una solución, se define como el número de moles de la sustancia A dividido entre el número de moles totales de la solución (moles de soluto + moles de solvente).(https://www.quimica.es/enciclopedia/Ley_de_las_proporciones_equivalentes.html)

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ACTIVIDAD

1. ¿Cuál es la molaridad y la molalidad de una solución que contiene 0,35 moles de NaCl en o,570 l de solución?

2. ¿Cuántos moles de carbonato de calcio se necesitan para preparar 1350 ml de una solución 1.3 M?

3.Preparar 0,578 litros de una solución 1,2M de nitrato de potasio (KNO₃)

4. Calcular la molalidad de una solución de 127 gramos de ácido nítrico (HNO₃) y se completo volumen hasta 2.3 litro,

5. Hallar el número de equivalentes gramo que hay en 

- 289 gramos de Ca(OH)2

- 1.3 moles de Ni2(SO3)3

- 87905 miligramos de Fe(OH)3

- .23 moles de Cu2CO3

5. Hallar la normalidad de una solución que se preparó con 200 gramos de pemanganato de potasio y se completo volumen hasta 670 ml

6. Cierta solución tiene una normalidad de 0.35 y se sabe que el volumen de la solución es 0.680 ml, calcular los equivalente gramos.

7. Calcular la fracción molar del soluto y del solvente de una solución que se preparó con 2.3 moles de ácido fosfórico y se completo volumen con 450 gramos de agua.

8. Calcular la fracción molar de soluto y de solvente de una solución que se preparó con 0.23 moles de una sustancia X de densidad 1,34 gr/ml y 578 gramos de una sustancia Y de densidad 0,79 gr/ml