Biofísica UBA XXI Guía 4.3. Fisicoquímica

3. 2,8 gramos de un soluto (Mr = 17 g) se disuelven en 850 ml de agua. Calcule:

a) La concentración expresada en: molaridad, fracción molar, %m/v

(datos: Mr agua = 18 g ; densidad agua = 1 g/ml)

Molaridad

Molaridad = moles / volumen (en litros)

donde

Moles = masa / masa molecular = 2,8 gr / 17 gr/mol = 0,1647  mol

Volumen = 850 ml = 0,850 L

Reemplazando

Molaridad = 0,1647  mol / 0,850 L = 0,1938 M

Fracción molar

Fracción molar = moles soluto / moles solución

donde

moles de soluto = masa / masa molecular = 2,8 gr / 17 gr/mol = 0,1647  moles de soluto

moles de la solución = moles soluto + moles  solvente

moles del solvente = masa / masa molecular = 850 ml 1 gr/ml / 18 gr/mol = 47,22 moles solvente

Reemplazando

Fracción molar  = 0,1647 moles soluto/ (0,1647 moles soluto + 47,22 moles solvente) = 0,0035

% m/v (porcentaje de masa en volumen)

donde

m = masa soluto = 2,8 gr

v = volumen solución = 850 ml

Reemplazando

% m/v = 2,8 gr / 850 ml = 32,94 %

b) La fracción molar del solvente

Fracción molar solvente = moles solvente / moles solución

donde

moles del solvente = masa / masa molecular = 850 ml 1 gr/ml / 18 gr/mol = 47,22 moles solvente

moles de soluto = masa / masa molecular = 2,8 gr / 17 gr/mol = 0,1647  moles de soluto

moles de la solución = moles soluto + moles  solvente

Reemplazando

Fracción molar solvente = 47,22 moles solvente / (0,1647 moles soluto + 47,22 moles solvente) = 0,9965

c) El número de moléculas de soluto contenido en los 850ml de agua.

moléculas de soluto = moles de soluto * número de Avogadro

donde

moles de soluto = masa / masa molecular = 2,8 gr / 17 gr/mol = 0,1647  moles de soluto

numero de Avogadro = 6,022 x 10²³  moléculas /mol

Reemplazando

moléculas de soluto = 0,1647  moles de soluto 6,022 x 10²³  moléculas /mol  = 9,92 x 10²² moléculas

d) ¿Cuántos gramos de sacarosa (Mr: 342 g) debo agregar para que la solución tenga una concentración de 0,4 M? (considerando ambos solutos)

Molaridad = moles / volumen (en litros)

donde

Molaridad = 0,4 M

Moles = moles soluto 1  + moles soluto 2

Moles soluto 1 = masa  / masa molecular = 2,8 gr / 17 gr/mol = 0,1647  mol

Moles soluto 2 = masa sacarosa / masa molecular sacarosa = masa sacarosa / 342 gr/mol

Volumen = 850 ml = 0,850 L

Reemplazando y despejando masa sacarosa

masa sacarosa = (Molaridad * Volumen - moles soluto 1) * masa molecular sacarosa =

masa sacarosa = (0,4 moles / L * 0,850 L – 0,1647 moles) * 342 gr/mol  = 59,88 gr