Inici / Apunts / Química /

Càlculs de dissolucions i fórmules: àcids, PCl5 i freó (SEO)

Química5,9 KB

Química: càlculs de dissolucions i compostos

a) Molaritat d'una dissolució d'àcid sulfúric (H2SO4)

Enunciat: La molaritat d’una dissolució d’àcid sulfúric (H2SO4) al 27% en pes i densitat 1,198 g/mL.

Càlculs:

  • Prenguem 1000 mL de dissolució: massa total = 1,198 g/mL · 1000 mL = 1198 g.
  • Massa d'H2SO4 = 27% · 1198 g = 323,46 g.
  • Massa molar H2SO4 ≈ 98,08 g·mol-1. Mols H2SO4 = 323,46 g / 98,08 g·mol-1 = 3,30 mol.
  • Volum = 1,00 L ⇒ Molaritat = 3,30 M.

b) Volum de dissolució 16,2 M d'àcid nítric per preparar 3 L de 3 M

Enunciat: Volum de dissolució 16,2 M d’àcid nítric necessari per preparar 3 L de dissolució 3 M.

Càlcul: M1·V1 = M2·V2 ⇒ V1 = (M2·V2)/M1 = (3,0 M · 3,0 L) / 16,2 M = 9 / 16,2 = 0,5556 L ≈ 0,556 L = 556 mL.

Anàlisi de dos mostres amb Fe i O

Dades A: 10,49 g Fe + 4,51 g O

  • Mols Fe = 10,49 g / 55,85 g·mol-1 = 0,1880 mol.
  • Mols O = 4,51 g / 16,00 g·mol-1 = 0,2819 mol.
  • Raó Fe:O = 0,1880 : 0,2819 ⇒ dividint pel menor ⇒ 1 : 1,5 ⇒ multiplicant per 2 ⇒ Fe2O3.

Dades B: 14,47 g Fe + 5,53 g O

  • Mols Fe = 14,47 g / 55,85 g·mol-1 = 0,2592 mol.
  • Mols O = 5,53 g / 16,00 g·mol-1 = 0,3456 mol.
  • Raó Fe:O = 0,2592 : 0,3456 ⇒ dividint pel menor ⇒ 1 : 1,333 ⇒ multiplicant per 3 ⇒ Fe3O4.

Conclusió: No és el mateix compost (A: Fe2O3; B: Fe3O4).

Freó C318: determinar fórmula empírica i molecular

Enunciat: Un compost halocarbonat conegut amb el nom de freó C318 té un contingut en massa de 75,98% de fluor i 24,02% de carboni. Una massa de 625 mg ocupa 90 mL a 20 °C i 0,835 atm. Determina la fórmula empírica i la fórmula molecular.

Càlcul de la fórmula empírica:

  • Prenguem 100 g de substància: 75,98 g F i 24,02 g C.
  • Mols F = 75,98 g / 19,00 g·mol-1 = 3,998 ≈ 4,00 mol.
  • Mols C = 24,02 g / 12,01 g·mol-1 = 2,000 ≈ 2,00 mol.
  • Raó F:C ≈ 4 : 2 ⇒ simplificant ⇒ 2 : 1 ⇒ fórmula empírica = CF2.

Càlcul de la massa molar experimental (a partir del gas):

  • Massa mesurada = 625 mg = 0,625 g.
  • Volum = 90 mL = 0,090 L. T = 20 °C = 293,15 K. P = 0,835 atm.
  • n = P·V / (R·T) amb R = 0,082057 L·atm·K-1·mol-1 ⇒ n = 0,835·0,090 / (0,082057·293,15) = 0,003125 mol (aprox.).
  • Massa molar experimental M = m / n = 0,625 g / 0,003125 mol ≈ 200,0 g·mol-1.

Determinació de la fórmula molecular:

  • Massa molar de la fórmula empírica CF2 ≈ 12,01 + 2·19,00 = 50,01 g·mol-1.
  • Factor = 200,0 / 50,01 ≈ 4 ⇒ fórmula molecular = (CF2)4 = C4F8.

Pentaclorur de fòsfor (PCl5): càlculs

Enunciat: El pentaclorur de fòsfor és una substància que podem tenir en estat gasós. Calcula:

  • a) els mols i les molècules que hi ha en 70 g del compost;
  • b) els àtoms de clor que hi ha en 70 g del compost;
  • c) el percentatge en fòsfor del compost;
  • d) les molècules que hi ha en 3 L de PCl5 gasós en condicions normals.

Dades i constants: P = 30,974 g·mol-1, Cl = 35,45 g·mol-1. Massa molar PCl5 ≈ 30,974 + 5·35,45 = 208,22 g·mol-1. NA = 6,022·1023 molècules·mol-1. Vol molar a CN (0 °C, 1 atm) ≈ 22,414 L·mol-1.

a) Mols i molècules en 70 g

  • Mols = 70,0 g / 208,22 g·mol-1 = 0,3363 mol.
  • Molècules = 0,3363 mol · 6,022·1023 molècules·mol-1 ≈ 2,03·1023 molècules.

b) Àtoms de clor en 70 g

  • Cada molècula té 5 àtoms de Cl ⇒ àtoms de Cl = 2,03·1023 · 5 ≈ 1,01·1024 àtoms de Cl.

c) Percentatge en fòsfor del compost

  • %P = (massa atòmica P / massa molar PCl5) · 100 = 30,974 / 208,22 · 100 ≈ 14,88%.

d) Molècules en 3 L de PCl5 a condicions normals

  • Condicions normals: 1 atm i 273,15 K ⇒ 1 mol ocupa 22,414 L.
  • Mols en 3 L = 3,00 L / 22,414 L·mol-1 = 0,1338 mol.
  • Molècules = 0,1338 · 6,022·1023 ≈ 8,06·1022 molècules de PCl5.

Preparació d'una dissolució d'àcid clorhídric (HCl)

Enunciat: Calcula quin volum d'àcid clorhídric concentrat de 32% en massa i densitat 1,16 g·mL-1 cal agafar amb la pipeta per preparar una dissolució d'àcid 0,3 M de 100 mL.

Càlcul:

  • Mols necessaris = M · V = 0,30 mol·L-1 · 0,100 L = 0,0300 mol.
  • Massa HCl pura = 0,0300 mol · 36,46 g·mol-1 = 1,094 g HCl.
  • Si el reactiu és 32% en massa, la massa de solució necessària = 1,094 g / 0,32 = 3,419 g de solució concentrada.
  • Volum de solució concentrada = massa / densitat = 3,419 g / 1,16 g·mL-1 = 2,95 mL.

Resposta: Cal agafar aproximadament 2,95 mL d'àcid clorhídric concentrat (32%, d = 1,16 g·mL-1) i diluir fins a 100 mL per obtenir 0,3 M.

Notes generals: Tots els càlculs s'han realitzat amb dades atòmiques i constants habituals (P, Cl, C, F, H). S'han arrodonit els resultats als dígits significatius adequats per a cada cas.

Descarregar

PDF Word HTML