Dada una disolución de HNO₃ , se pide determinar la concentración de la disolución, expresada en unidades físicas ( % p / v, % v / v y ppm) y unidades quimicas (Molalidad (m), Fracción molar, Normalidad (N) ).
Se obtienen los resultados siguientes : Concentración : 4, 5 % p / v44880 ppm2, 97 % v / v0, 73 mFracción molar = 0, 01290, 71 N10 ml de HNO₃ 68% p / p (densidad = 1, 32 g / ml) .
Se disuelven hasta 200 ml Solución resultante : densidad = 1, 02 g / ml (densidad del soluto = 1, 51 g / ml)Solución inicial : 68% p / p significa que hay 68 g HNO₃ en 100 g de solución.
Podemos calcular cuántos gramos de HNO₃ tenemos en 10 ml : 10 ml solución × 1, 32 g / ml = 13, 2 g de solución( 68 g HNO₃ / 100 g solución ) × 13, 2 g solución = 8, 976 g HNO₃En 200 ml de la segunda solución tendremos 8, 976 g HNO₃.
La solución tiene una densidad de 1, 02 g / ml.
% peso / volumen significa gramos de soluto / 100 ml de solución% p / v = ( 8, 976 g HNO₃ / 200 ml solución ) × 100 ml solución% p / v = 4, 5 % Partes por millón (ppm ) = mg soluto / litro de soluciónppm = ( 8, 976 g HNO₃ × 1000 mg / g ) / ( 200 ml × 1 L / 1000 ml ) ppm = 44880% volumen / volumen = ml de soluto / 100 ml de soluciónTenemos que calcular el volumen de soluto (ml de HNO₃), usando el valor de densidad : d = m / vv = m / d = 8, 976 g HNO₃ / (1, 51 g / ml) = 5, 94 ml HNO₃% v / v = ( 5, 94 ml HNO₃ / 200 ml solución ) × 100 % v / v = 2, 97 %Molalidad = moles de soluto / kg de solventeConociendo la densidad de la solución ( 1, 02 g / ml ) podemos calcular gramos de solución : gramos de solución = ( 200 ml × 1, 02 g / ml ) = 204 gPodemos calcular gramos de solvente : gramos de solución = gramos HNO₃ + gramos de solventegramos de solvente = gramos de solución - gramos de HNO₃ gramos de solvente = 204 - 8, 976 = 195, 024 g195, 024 g × 1 kg / 1000 g = 195, 024 × 10⁻³ kgNecesitamos convertir 8, 976 g HNO₃ a moles : Peso molecular HNO₃ = 1 + 14 + 48 = 63 g / molmoles HNO₃ = 8, 976 g / 63 g / mol = 0, 142 molalidad = 0, 142 / 195, 024 × 10⁻³ = 0, 73Fracción molar = moles de soluto / moles de soluciónmoles de solución = moles de soluto + moles de solventeConocemos los moles de soluto (0, 142).
Necesitamos los moles de solvente.
Si asumimos agua como solvente podemos calcular el número de moles, ya que sabemos que tenemos 195, 024 g de solvente : Peso molecular de agua = 18 g / molmoles agua = 195, 024 g / (18 g / mol) = 10, 83Moles de solución = 10, 83 + 0, 142 = 10, 972 Fracción molar HNO₃ = 0, 142 / 10, 972 = 0, 0129Normalidad = equivalentes / L de soluciónequivalentes = gramos HNO₃ / Peso equivalente HNO₃En este caso, equivalentes HNO₃ = número de moles porque el peso equivalente es igual al peso molecular.
Normalidad = 0, 142 / (200 ml × 1 L / 1000 ml)Normalidad = 0, 71.