Moles, gramos y concentración de una disolución de sulfato de hierro(III) (4834)

, por F_y_Q

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Tengo 100 g de sulfato de hierro(III) en agua, siendo el volumen de disolución 500 mL. Calcula:

a) ¿Cuántos moles y cuántos equivalentes de sulfato de hierro(III) hay?

b) ¿Cuántas moléculas de la sal hay en la disolución?

c) ¿Cuántos moles de hierro, azufre y oxígeno hay en esa cantidad de sal?

d) ¿Cuántos gramos de hierro hay en esa cantidad de sal?

e) La normalidad y la molaridad de la disolución.

Datos: Fe = 56 ; S = 32 ; O = 16 ; N_A = 6.022\cdot 10^{23}.

P.-S.

Necesitas la masa molecular del sulfato de hierro(III) para poder hacer el cálculo del primer apartado:

M_{\ce{Fe2(SO4)3}} = 56\cdot 2 + 32\cdot 3 + 16\cdot 12 = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{400\ g\cdot mol^{-1}}}

a) Los moles de la sal son:

100\ \cancel{g}\ \ce{Fe2(SO4)3}\cdot \frac{1\ \text{mol}}{400\ \cancel{g}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{0.25 mol \ce{Fe2(SO4)3}}}}


Para averiguar el número de equivalentes, una vez conocidos los moles, solo tienes que multiplicar el número de moles por la carga de los iones que se producen al disociarse una molécula de sal:

\color[RGB]{2,112,20}{\textbf{\ce{Fe2(SO4)3 -> 2Fe^{3+} + 3SO4^{2-}}}

La carga es 6, por lo tanto:

0.25\ \cancel{\text{mol}}\ \ce{Fe2(SO4)3}\cdot \frac{6\ eq}{1\ \cancel{\text{mol}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{1.5 eq \ce{Fe2(SO4)3}}}}


b) A partir de los moles de sal, puedes averiguar las moléculas contenidas. Para ello solo tienes que usar el número de Avogadro:

0.25\ \cancel{\text{mol}}\ \ce{Fe2(SO4)3}\cdot \frac{6.022\cdot 10^{23}\ \text{molec}}{1\ \cancel{\text{mol}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{1.5\cdot 10^{23}}\ \textbf{molec \ce{Fe2(SO4)3}}}}


c) Los moles de cada átomo los puedes calcular a partir de cuántos átomos de cada tipo hay en la molécula:

0.25\ mol\ \cancel{\ce{Fe2(SO4)3}}\cdot \frac{2\ Fe}{1\ \cancel{\ce{Fe2(SO4)3}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 0.5\ mol\ Fe}}


0.25\ mol\ \cancel{\ce{Fe2(SO4)3}}\cdot \frac{3\ S}{1\ \cancel{\ce{Fe2(SO4)3}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 0.75\ mol\ S}}


0.25\ mol\ \cancel{\ce{Fe2(SO4)3}}\cdot \frac{12\ O}{1\ \cancel{\ce{Fe2(SO4)3}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 3\ mol\ O}}


d) La masa de hierro la obtienes a partir de los moles de hierro:

0.5\ \cancel{\text{mol}}\ Fe\cdot \frac{56\ g}{1\ \cancel{\text{mol}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 28\ g\ Fe}}


e) La molaridad es el cociente entre los moles de soluto y el volumen de la disolución, expresado en litros:

M = \frac{\text{mol}\ \ce{Fe2(SO4)3}}{V_D (L)} = \frac{0.25\ \text{mol}}{0.5\ L} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{0.5\ mol\cdot L^{-1}}}}


La normalidad es análoga, pero con los equivalentes de soluto:

N = \frac{eq\ \ce{Fe2(SO4)3}}{V_D (L)} = \frac{1.5\ eq}{0.5\ L} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{3\ eq\cdot L^{-1}}}}