3. Las disoluciones en las reacciones químicas

Gran cantidad de reacciones químicas se producen en disolución acuosa. En este caso, los datos o las incógnitas se expresan en forma de volúmenes de disolución. La secuencia de operaciones incluirá un factor que tenga en cuenta la relación entre el volumen de disolución y la cantidad de sustancia de soluto.

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Disoluciones de sulfato de cobre(II)
Imagen 9. Isftic, uso educativo
La forma de expresar la composición de una disolución permite calcular la cantidad de sustancia del compuesto disuelto, presente en un volumen de disolución determinado.

 

a) Si la forma de expresar la composición de la disolución es la concentración ( c = nsoluto(mol) / Vdisolución (L)), el factor de conversión es:

 

n = c · V

 

b) Si la composición se expresa en concentración en masa ( ç = msoluto(g)/ Vdisolución(L)), el factor de conversión es:

 

n = m / M = ç ·V / M , con M la masa molar.

 

c) Si la composición de la disolución se expresa de otra forma, se pasa a concentración y se utiliza el factor de conversión indicado.


Por ejemplo, si se expresa en % en masa (% en masa = msoluto/mdisolución . 100) y nos dan la densidad de la disolución (ddisolución = mdisolución/Vdisolución), calcularemos la concentración como sigue:

 

y, una vez hallada c procederemos como en el apartado a).

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Cloruro de cinc
Imagen 10. Walkerma, dominio público

En un vaso de precipitados tienes 4,1 g de cinc y les añades 250 mL de una disolución de ácido clorhídrico de concentración 0,5 mol/L. ¿Qué masa de cloruro de cinc se formará? En la reacción se produce también dihidrógeno.


Masas atómicas relativas: Zn=65,4; Cl=35,5; H=1

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Ácido clorhídrico
Imagen 11. Walkerma, dominio público
Para disolver 2,6 g de cinc impuro se han gastado 127 mL de una disolución de HCl de concentración en masa 21,6 g/L. ¿Cuál es la riqueza (pureza) del cinc? (Se supone que las impurezas no reaccionan con el HCl(aq))
Masas atómicas relativas: Zn = 65,4 ; Cl = 35,5 ; H = 1

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Hidróxido de sodio
Imagen 12. Walkerma, dominio público
Dispones de 100 cm3 de disolución de ácido sulfúrico de concentración 0,2 mol/L. ¿Qué masa de NaOH necesitarás para neutralizarlo?

Si el hidróxido de sodio lo tienes en una disolución de concentración 0,5 mol/L, ¿qué volumen de la misma habrá sido necesario para la neutralización anterior?


Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto
Dióxido de nitrógeno
Imagen 13. Fabexplosive. Creative commons
El ácido nítrico reacciona con el cobre para formar nitrato de cobre(II), dióxido de nitrógeno y agua.
 
Haces reaccionar una muestra de 15 g de cobre con una disolución de ácido nítrico al 90 % en masa y 1,400 g/mL de densidad. ¿Qué volumen de disolución habrás utilizado, si el cobre ha reaccionado totalmente?
Masas atómicas relativas: Cu = 63,5 ; N = 14 ; O = 16 ; H = 1

Icono de iDevice AV - Reflexión
Para disolver una determinada masa de cinc has gastado 250 mL de HCl(aq) 0,5M (0,5 mol/L) ¿Qué masa de Zn has disuelto?
Masas atómicas relativas: Zn = 65,4 ; Cl = 35,5 ; H = 1
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