[Ej. Unidades de concentración]
El ácido
ascórbico (vitamina C, C₆H₈O₆) es soluble en agua. Una disolución que
contiene 80.5 g de ácido ascórbico disueltos en 210 g
de agua tiene una densidad de 1.22 g/mL a 55
°C. Calcula: (a) el porcentaje en masa, (b) la fracción
molar, (c) la molalidad, (d) la molaridad del
ácido ascórbico.
Etapa analítica
Al tratarse de un sistema
con múltiples conversiones, la estrategia más efectiva es recurrir
al conocimiento completo de la disolución, es decir, determinar de forma
coherente los parámetros de masa, cantidad de sustancia y volumen para
el soluto, el disolvente y la disolución. Disponer de este conjunto de
magnitudes permite realizar las transformaciones necesarias con claridad y sin
ambigüedades, evitando errores en cadenas largas de conversión.
Para las masas usaremos [Ley
de la conservación de la masa].
Para los volúmenes usaremos [Axioma
de densidad]
Y para cantidades [Axioma
de masa molar] y la forma [3] de [Ley
de Dalton para presión o volumen o cantidad]; así como [Teorema
de masa molar teórica]
Etapa Numérica por factor de conversión
Masas
Volumen (No podemos
conocer el volumen del soluto, pero si el total y el del solvente.
Masas molares teóricas
Cantidades
Una vez con los datos de base, ahora si podemos calcular las
unidades de concentración por sus axiomas.
(a) el porcentaje en masa,
(b) la fracción molar,
(c) la molalidad,
(d) la molaridad del ácido ascórbico.
Etapa Numérica por teoremas
Por teoremas podemos seguir exactamente la misma estrategia
por factor de conversión, pero la pregunta que queda en el aire es si existen funciones
que permitan cálculos mas directos, la respuesta es sí, pero están dispersos a
lo largo de carios capítulos. Lo que si debemos calular por separado son las
masas molares.
(a) el porcentaje en masa, (usamos su axioma y
la ley de conservación de masa.)
(d) la molaridad del ácido ascórbico. Con la
forma [2] de [Teoremas
de molaridad en función de masas, gases o fracciones]. Recuerda que g/u =
mol
(c) la molalidad. con la forma [5b] de [Teo.
Molalidad en función de otras unidades de concentración] esto porque la
molaridad es mayor que 0.1.
(b) la fracción molar,
Lo más complejo es la fracción molar, donde tenemos que
hacer un truco, lo primero es calcular el ratio de cantidades soluto y solvente
usando la forma [4] de [Teo.
Molalidad en función de otras unidades de concentración] esto porque la
molaridad es mayor que 0.1.
Al ser un ratio de cantidades significa que la cantidad
total sería.
Lo que nos permite resolver por axioma de fracción molar.
Referencias
Ver [Ej.
Unidades de concentración]
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