UNIDAD DE APRENDIZAJE DE PRIMER GRADO DEL MES DE MAYO PARA TRABAJAR CON ESTUD...
Conversion
1. CONVERSIÓN DE UNIDADES
QUÍMICA 106
PROF. IVETTE TORRES
Para realizar problemas de conversión de unidades es necesario asumir ciertos datos al
comenzar a resolver un problema. Podemos convertir las unidades de molaridad a
molalidad, de molalidad a molaridad, molalidad a fracción molar o viceversa, de
molaridad a porcentaje por peso, entre otras.
CONVERSIÓN DE MOLALIDAD A FRACCIÓN MOLAR
moles soluto moles soluto
m= ; X =
kg disolvente moles totales
Asumimos el dato de 1 kg de disolvente.
Una solución acuosa de glucosa es 0.120 m (C6H12O6). ¿Cuál es la fracción molar de
cada componente en la solución?
Soluto = glucosa Solvente = agua
0.120 moles C 6 H 12 O 6
La solución acuosa de glucosa es 0.120 m por lo que contiene:
1 kg agua
• Se asume 1 kg de disolvente para buscar los moles de soluto que hay en solución .
Moles C6H12O6 = (0.120 moles/kg)( 1 kg agua)
= 0.120 moles de C6H12O6
• Como asumimos 1 kg de disolvente, podemos calcular los moles utilizando la
masa molar del disolvente y haciendo la conversión de kilogramos a gramos y de
gramos a moles.
1.0 kg H2O = 1.00 x 103g H2O
1 mol H 2 O
1.0 x 103 g H2O x = 55.6 moles H2O
18.0 gH 2 O
• Sustituimos los moles de soluto y disolvente en la ecuación de fracción molar.
moles C 6 H 12 O6
XGlucosa = XGlucosa + Xagua = 1.0
moles C 6 H 12 O6 + moles H 2 O
0.120 moles
XGlucosa = = 0.00215 Xagua = 1.0 - XGlucosa = 0.998
(0.120 + 55.6) moles
2. Conversión de molalidad a fracción molar:
1. Asumir 1 kg de disolvente.
2. Calcular los moles del soluto sustituyendo en la ecuación de molalidad.
3. Cambiar los kg de disolvente que se asumen al comenzar el problema a
gramos de disolvente.
4. Convertir de gramos de disolvente a moles de disolvente.
5. Sustituir en la ecuación de fracción molar.
CONVERTIR FRACCIÓN MOLAR A MOLALIDAD
Asumimos la cantidad de 1 mol total
moles A moles soluto
X = ; m=
moles totales kg disolvente
Una solución acuosa de glucosa, C6H12O6 tiene una fracción molar de C6H12O6 igual a
0.150. Calcule la molalidad de glucosa en la solución.
• Asumir 1 mol total y sustituir en la ecuación de XGlucosa
moles Glu cos a
0.150 =
1 mol total
moles de Glucosa = 0.150(1 mol total)
= 0.150 moles de Glucosa
• Sabemos que: XA + XB = 1.0
XGlu + Xagua = 1.0
Xagua = 1.0 - XGlu
Xagua = 1.0 – 0.150 = 0.850
Por lo que en 1 mol total de solución hay 0.850 moles de agua y 0.150 moles de
glucosa, C6H12O6.
• Cambiamos los moles de agua a kilogramos de agua usando la masa molar de
agua (18.0 g/mol) y la equivalencia ( 1 kg = 103 g).
18.0 g H 2 O
0.850 moles H2O x = 15.3 g H2O = 0.0153 kg H2O
1 mol H 2 O
3. • Calculados los kg de disolvente y los moles de soluto podemos sustituir en la
ecuación de molalidad.
0.150 moles Glu cos a
m= = 9.80 molal
0.0153 kg agua
Pasos para convertir de fracción molar a molalidad
1. Asumir 1 mol total de solución.
2. Calcular los moles de soluto a partir de la fracción molar.
3. Si no tenemos la fracción molar del disolvente, la calculamos utilizando la
ecuación XA + XB = 1.0 y despejando para la desconocida.
4. Cambiar los moles de disolvente a kg.
5. Sustituir en la ecuación de molalidad.
CONVERSIÓN DE MOLALIDAD A MOLARIDAD
moles soluto moles soluto
m= ; M=
kg disolvente volumen en litros solución
Asumimos un kilogramo de disolvente.
Una solución acuosa es 0.273 m KCl. Calcule la concentración molar (M) de cloruro de
potasio, (KCl = Mm = 74.6 g/mol). La densidad de la solución es 1.011 x 103 g/L.
0.273 m significa 0.273 moles en 1 kg de agua, porque la solución es
acuosa, el disolvente es agua.
• Asumimos 1 kg de disolvente y determinamos los moles de soluto, KCl.
moles KCl
0.273 m =
1 kg agua
moles KCl = 0.273 moles/kg (1 kg agua)
= 0.273 moles de KCl
4. • Para calcular la molaridad necesitamos el volumen de la solución en litros,
tenemos el dato de densidad de la solución.
masa
Densidad =
volumen
Despejamos para volumen de solución:
masa solución
V=
densidad
Como: masa solución = masa soluto + masa disolvente, necesitamos la masa del
soluto que se puede calcular con los moles de KCl y la masa del disolvente se
obtiene del dato asumido inicialmente 1 kilogramo de disolvente.
74.6 g KCl
0.273 moles KCl x = 20.4 g KCl
1 mol KCl
Asumimos 1 kg disolvente = 1000 g de agua
Por lo tanto:
Masa solución = 20.4 g KCl + 1000 g agua
= 1020 g solución
• Utilizamos la densidad para calcular el volumen de la solución.
m 1020 g
V= = = 1.009 L
d 1.011 x 10 3 g / L
• Sustituimos en la ecuación de molaridad
moles 0.273 moles
M= = = 0.271 M
volumen 1.009 L
Pasos conversión molalidad a Molaridad
1. Asumir 1 kg de disolvente.
2. Calcular los moles de soluto, cambiar esos moles a gramos de soluto.
3. Calcular la masa de la solución usando la masa del soluto y disolvente.
4. Utilizar la ecuación de densidad para calcular el volumen de solución.
5. Sustituir en la ecuación de molaridad.
5. CONVERTIR DE MOLARIDAD A MOLALIDAD
moles soluto moles soluto
M= ; m=
volumen en litros solución kg disolvente
Asumir 1 litro de solución.
Una solución acuosa es 0.907 M Pb(NO3)2. Calcule la molalidad de Pb(NO3)2 en la
solución. La densidad de la solución es 1.252 g/mL.
• Asumimos 1 L de solución y obtenemos los moles de soluto.
moles Pb( NO3 ) 2
0.907 M =
1L
moles Pb(NO3)2 = 0.907 moles/L( 1 L)
= 0.907 moles Pb(NO3)2
• Utilizamos la densidad para calcular la masa de la solución.
masa
D= masa = D ( volumen)
volumen
= (1.252 g/mL)(1000mL) = 1252 g solución
• Necesitamos calcular la masa del disolvente en kilogramos y sabemos que:
Masa solución = masa del soluto + masa del disolvente
Masa del disolvente = masa de la solución – masa del soluto
• Necesitamos la masa del soluto que se obtiene a partir de los moles.
331.2 g Pb( NO3 ) 2
0.907 moles Pb(NO3)2 x = 300 g Pb( NO3 ) 2
1 mol
Masa del disolvente = 1252 g – 300 g = 952 g agua = 0.952 kg
• Sustituimos en la ecuación de molalidad
moles soluto 0.907 moles
m= = = 0.953m
kg disolvente 0.952 kg
6. Pasos para convertir molaridad a molalidad
1. Asumir 1 litro de solución.
2. Calcular los moles de soluto y cambiarlos a gramos de soluto.
3. Utilizar la densidad para calcular la masa de la solución.
4. Calcular los gramos del disolvente utilizando la masa de la solución y
la masa del soluto. Cambiar los gramos de disolvente a kg.
5. Sustituir en la ecuación de molalidad.
CONVERSIÓN DE MOLARIDAD A PORCIENTO POR PESO
moles soluto masa soluto
M= ; %= X 100
volumen en litros solución masa solución
Asumir 1 litro de solución.
El ácido sulfúrico concentrado tiene una densidad de 1.84 g/mL y 18 M. ¿Qué porcentaje
de H2SO4 por peso hay en la solución?
• Asumir 1 litro de solución y calcular los moles de soluto.
moles soluto
18 M = = moles soluto = 18 moles / L(1 L solución)
1L solución
= 18 moles soluto
• Cambiar los moles de soluto a gramos.
98 g H 2 SO4
18 moles H 2 SO4 x = 1764 g H 2 SO4
1 mol
• Utilizar la densidad de la solución para calcular la masa de la solución.
masa
D= = masa solución = densidad(volumen)
volumen
=1.84 g/mL(1000mL)
=1840 g solución
• Sustituir en la ecuación de porciento por peso ( porcentaje por masa)
masa soluto 1764 g
%= x100 = x100 = 95.9 %
masa solución 1840 g
7. Pasos conversión molaridad a porciento por peso.
1. Asumir 1 litro de solución.
2. Calcular los moles de soluto y cambiarlos a gramos.
3. Utilizar la densidad para calcular la masa de la solución.
4. Sustituir en la ecuación de porciento por peso.
CONVERSIÓN DE PORCIENTO POR PESO A MOLARIDAD
masa soluto moles soluto
%= X 100 ; M=
masa solución volumen en litros solución
Asumir 1 litro de solución.
Una solución acuosa de etilenglicol es 40.0 % (CH2OHCH2OH Mm= 62 g/mol) por peso,
con una densidad de 1.05 g/mL. Determine la molaridad de la solución.
• Asumimos el litro de solución (1000 mL)
• Utilizamos la densidad para calcular la masa de la solución.
masa
D= = masa = densidad (volumen)
volumen
masa solución = 1.05 g/mL (1000 mL)
= 1050 g solución
• Sustituimos en la ecuación de porciento por peso para calcular la masa del soluto,
utilizando el dato de 40.0 %.
masa soluto
%= X 100
masa solución
%(masa solución) 40.0%(1050 g )
masa soluto = = = 420 g soluto
100 100
• Cambiamos los gramos a moles utilizando la masa molar del soluto.
1 mol soluto
420 g soluto x = 6.8 moles
62 g
8. • Sustituir en la ecuación de molaridad.
moles 6.8 moles
M = = = 6.8M
volumen 1L
Pasos conversión de porciento por peso a molaridad.
1. Asumir 1 litro de solución.
2. Calcular la masa de la solución utilizando la densidad y el litro de
solución.
3. Sustituir en la ecuación de porcentaje por masa para calcular la masa del
soluto.
4. Cambiar la masa de soluto a moles utilizando la masa molar del soluto.
5. Sustituir en la ecuación de molaridad.