Molaridad de un volumen de disolución a partir de su porcentaje en masa y densidad (5006)

, por F_y_Q

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Se tienen 20\ cm^3 de una solución al 70\ \% en masa de \ce{H_2SO4}, cuya densidad es de 1.61\ g\cdot cm^{-3}. ¿Cuál es la molaridad total de la solución?

Masas atómicas: H = 1 ; S = 32 ; O = 16.

P.-S.

La molaridad se define como el cociente entre los moles de soluto (\ce{H_2SO4}) y el volumen de disolución, expresado en litros. Si tomas como base de cálculo los 20\ cm^3 de volumen y los conviertes en masa de solución, usando el dato de la densidad:

20\ \cancel{cm^3\ D}\cdot \frac{1.61\ g\ D}{1\ \cancel{cm^3\ D}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 32.2\ g\ D}

A partir de los datos de masas atómicas, puedes calcular la masa molecular del soluto:

\ce{H_2SO4} :\ 2\cdot 1 + 1\cdot 32 + 4\cdot 16 = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{98\ g\cdot mol^{-1}}}:

Como sabes la masa de disolución y la concentración de soluto, puedes convertir la masa de soluto en moles. Lo haces en un solo paso si usas factores de conversión:

32.2\ \cancel{g\ D}\cdot \frac{70\ \cancel{g}\ \ce{H2SO4}}{100\ \cancel{g\ D}}\cdot \frac{1\ \text{mol}}{98\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{0.23 mol \ce{H2SO4}}}

Si expresas el volumen de solución en litros (0.02 L), puedes calcular la molaridad:

M = \frac{0.23\ \text{mol}}{0.02\ \cancel{L}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{11.5\ mol\cdot L^{-1}}}}