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practica extra EYC...

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EQUILIBRIO Y CINÉTICA Disoluciones: Formas de expresar la concentración Integrantes: Hernández Noriega Zedrick Martínez Campos Abigail Santos Contreras Ángel Grupo: 7 Equipo: 5 Horario: lunes 11:00-14:00 OBJETIVO GENERAL. Establecer la relación entre las distintas formas de expresar la concentración de una disolución acuosa. OBJETIVOS PARTICULARES a) Determinar la forma de preparar las soluciones acuosas de una concentración dada. b) Determinar la densidad de diferentes soluciones. c) Expresar la concentración de una disolución en diferentes unidades. PROBLEMA a) Preparar disoluciones de distinta concentración y establecer la diferencia y correspondencia entre las distintas formas de expresar la concentración. b) Calcular las concentraciones a partir de los parámetros experimentales determinados RESULTADOS Tabla 1. NaCl M (mol/L)

w2 (g)

w1 (g)

wtotal (g)

n2 (mol)

m (mol/kg)

m-M

ρ (g/mL)

x2

C (g/L)

ppm (mg/kg)

0.2

0.585

49.701

50.286

0.01

0.201

1x10-3

1.0470

3.61x10-3

11.68

1.163x104

0.4

1.170

49.267

50.437

0.02

0.406

6x10-3

1.0303

7.25x10-3

23.19

2.32x104

0.6

1.750

48.883

50.633

0.029

0.593

-7x10-3

1.0383

1.05x10-2

35.56

3.45x104

0.8

2.340

51.031

53.371

0.04

0.783

-1.7x10-2

1.0230

1.39x10-2

43.84

4.38x104

Algoritmo de Cálculo

1 mol NaCl 1mol H 2 O )=Y mol de NaCl )=Ymol H 2 O Xgr H 2 O ( 58.4 gr NaCl 18 gr H 2O W T =W 1+W 2 W 2=WT (considerando masa del matraz )−W 1(considerando masa del matraz ) Xgr NaCl (

Moles NaCl Masa del soluto = Masade Disolución Moles H 20+ Moles NaCl Mol 58.4 g NaCl Gr . de Soluto C=M ( )= X )( Litros Disol. Litro 1 Mol NaCl Xi=

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Observamos en los resultados que a medida que la concentración soluto en las disoluciones aumenta, la densidad de estas disminuye; como se revisará en las siguientes prácticas a realizar, quizá resulte ser efecto de las propiedades coligativas de la sal presente. Además, no en todos los casos observamos variaciones lineales entre las distintas formas de expresar la concentración; sin embargo, son errores poco significativos, y pueden deberse a los diversos factores que pudieran imposibilitar el máximo desempeño durante la práctica. RESPUESTA AL PROBLEMA PLANTEADO Se han realizado disoluciones de diferentes concentraciones molares y se ha ejercitado el expresar dicha concentración bajo distintos parámetros. Así, se llevaron a cabo los cálculos necesarios para pasar de expresar la concentración en molaridad, la molalidad, ppm y concentración másica, encontrando ya los procedimientos a seguir para cada caso y logrando saber cómo expresar la concentración de una mezcla según el caso convenga.

APLICACIONES SOBRE EL TEMA Como ya se puede deducir , las concentraciones tienen diferentes aplicaciones, y son usadas con mayor frecuencia unas que otras en distintos ámbitos industriales del mundo, por ejemplo, la Molaridad sirve para expresar concentraciones de procesos que se llevan a niveles industriales muy grandes como el uso de salmueras, otro ejemplo son las partes por millón que se utilizan mucho en industria farmacéutica para términos de pureza, también en la purificación de agua con cloro, en el ambito analitico se prefieren usar unidades cómo la molalidad ó más específicas, como la Formalidad.

PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Se quiere preparar 100ml de de una disolución de sacarosa al 3 M, calcula: a) Gramos necesarios para la disolución b) La concentración en molalidad y (g/L)

Calculando gramos necesarios para 100 mL.

100 ml disol x

3 Mol sacarosa 342,2965 gr sacarosa =102.68 gr de sacarosa x 1 Mol Sacarosa 1000 mL Disol .

Calculando Concentración en Molalidad Como estamos a una T aprox. de 25°C 1 gr H 2 O=1ml H 2 O

1 Mol sacarosa =0.299 Mol sacarosa 342.3 gr sacarosa 0.299 mol sacarosa =2.997 mdisol sacarosa m= 0.1 Kg Disolvente 102.68 gr sacarosa x

Calculando la concentración en (g/L)

C=0.2 M x

342.3 gr sacarosa =68.46(g /L) 1mol sacarosa

2.- El Ácido sulfúrico tiene una concentración del 98% Masa/Masa, calcula la molaridad de la disolución si la densidad es de 1.83 g/ml.

1.86 gr disol H 2 S O 4 −3

1 x 1 0 L Disol H 2 S O 4

x

98 gr Puros H 2 S O 4 1 mol H 2 S O 4 x =18.6 M disol H 2 S O 4 100 gr disol H 2 S O 4 98 gr puros H 2 S O 4

CONCLUSIONES Por Zedrick Hernández: Esta práctica me ha servido para refrescar los conceptos revisados en cursos pasados relativos a las distintas formas de expresar la concentración de una mezcla. Por demás, me quedo pensando en la variación observada de la densidad de las disoluciones en función de la concentración del soluto; espero las siguientes prácticas me aclaren. Por Ángel Santos: las unidades de concentración nos permiten tener un amplio repertorio para expresar una disolución de distintas maneras, que pueden ser aplicadas en distintos ámbitos, la ventaja de estas es que puedes cambiar de una a otra sabiendo factores de conversión, haciéndolas muy versátiles para cualquier clase de cálculo o reporte de resultados, sin embargo, aunque son parecidas, existen unas que son mucho más precisas que otras, y nos puede ayudar esta diferenciación en nuestros próximos semestres. Por Abigail Martínez: En esta práctica se preparó disoluciones a una concentración dada, a partir de esta y se expresó de diferentes maneras, esto nos permite aplicarlo en distintos temas en los que se pide utilizar diferentes formas de concentración, además de observar que algunas son muy semejantes entre sí sin embargo no son iguales y se debe tener cuidado al usarlas. BIBLIOGRAFÍA Levine I.M., Fisicoquímica, MC Graw Hill 5ta Edición, tomo I, 200, México, 2000. Castellan G.W., Fisicoquímica 2da Edición Addison-Wesley, Iberoamericana, 1987. Chang Reymond, Química Gral.11va Edición, México D.F.,McGraw Hill, 2008

BIOGRAFÍA DE LOS AUTORES

Ira N. Levine El profesor Ira N. Levine fue durante mucho tiempo miembro de la facultad en el Departamento de Química del Brooklyn College. Comenzó su carrera académica en el Brooklyn College en 1964 y se convirtió en profesor a tiempo completo en 1978. El profesor Levine impartió cursos de primer año en química general, así como cursos avanzados de química física y cuántica. Su investigación fue en el campo de la espectroscopía de microondas, y es reconocido por sus influyentes libros de texto, que incluyen siete ediciones de “Quantum Chemistry”, siete ediciones de “Solutions Manual to Quantum Chemistry”, seis ediciones de “Physical Chemistry” seis ediciones de “Solutions Manual to Physical Chemistry” y un libro de texto sobre espectroscopía molecular. Falleció el 17 de diciembre de 2015.

Raymond Chang Raymond Chang nació en Hong Kong y creció en Shanghái y Hong Kong, China. Obtuvo el Grado de B.Sc. en Química de la Universidad de Londres, Inglaterra y su Ph.D. en Físicoquímica de la Universidad de Yale. Después de hacer su investigación post-doctoral en la Washington University in St. Louis y enseñar por un año en Hunter College de la Universidad de la Ciudad de New York, se incorporó como Profesor del Departamento de Química de Williams College. También ha trabajado en el Comité Examinador de la American Chemical Society y en el Comité de Exámenes Graduate Record Examination (GRE). El profesor Chang murió en Enidge Island , Washington, a la edad de 77 años.

CUESTIONARIO PREVIO 1. Investigar los conceptos de soluto, disolvente y disolución. DISOLUCIÓN: Mezcla

homogénea de dos o más sustancias. DISOLVENTE: La sustancia presente en mayor proporción en una disolución. SOLUTO: En una disolución, sustancia presente en menor proporción al disolvente. 2. Explicar que es una disolución ideal de no electrolito. Aquella que se comporta conforme al modelo de Raoult, el cual enuncia que la variación en la presión de vapor del disolvente por efecto de la adición de un soluto a este, es igual al producto de la fracción molar de soluto presente en la disolución y la presión de vapor del solvente puro. 3. Definir el término molalidad e indicar qué unidades tiene. Es el número de moles de soluto que hay en una disolución por cada 1 000 g de disolvente; por esto, sus unidades habituales son mol/kg. 4. ¿De qué factores dependen las propiedades coligativas de disoluciones de no electrolitos? Dependen principalmente de la cantidad de partículas de soluto presentes en la disolución, sin importar si estas son moléculas o iones. También dependen de otros factores como la volatilidad del soluto, principalmente en casos disoluciones de componentes líquidos. 5. Explicar que es una curva de enfriamiento y cuál es su utilidad. Es un elemento gráfico que representa el cómo decrece la temperatura de una sustancia o sistema conforme el tiempo avanza. Resulta útil para determinar las temperaturas de transición de fases, hablando tanto de sustancias puras como de mezclas que presenten fenómenos de uniformidad. 6. Calcular los gramos de soluto - (a) urea (CO(NH2)2), (b) dextrosa (C6H12O6) - que hay que adicionar a 50 g de agua para obtener las soluciones con las siguientes concentraciones molales m (mol/kg)

Gramos de urea

Gramos de dextrosa

0.15

0.45

1.35

0.30

0.90

2.70

0.45

1.35

4.05

0.60

1.80

5.40

M(urea)= 60 g/mol. M(dextrosa)=180 g/mol

Chang Reymond, Química Gral.11va Edición, México D.F.,McGraw Hill, 2008 Castellan G.W., Fisicoquímica 2da Edición Addison-Wesley, Iberoamericana, 1987....