PROBLEMAS
a)
RESUELTOS
205
El Mn del KMnO4 cambia de número de oxidación, de +7 a +2, requiriendo 5 electrones. Masa equivalente de KMnO4 =
masa molar 158 = = 31.6 g KMnO4 /eq cambio en el número de oxidación 5
Los 0.500 L de disolución de KMnO4 0.250 N requieren: (0.500 L)(0.250 eq/L)(31.6 g/eq) = 3.95 g KMnO4
Por otra parte, si el KMnO4 anterior se usara en la reacción: + 2MnO− 4 + 3H2 O2 + 2H → 2MnO2 + 3O2 + 4H2 O
ya no sería adecuada la etiqueta 0.250 N, porque en este caso el cambio en el número de oxidación es 3 y no 5 (Mn+7 → Mn+4). La normalidad correcta sería: 0.250 N (3) = 0.150 N 5
b)
El estado de oxidación cambia de −1 en el I− a 0 en el I2. Masa equivalente del KI =
166 masa molar = = 166 g KI g/eq cambio en el número de oxidación 1
Entonces, 0.025 L (25 mL) de la disolución 0.36 N requiere: (0.025 L)(0.36 eq/L)(166 g/eq) = 1.49 g KI
12.23. Calcule la concentración molar de una disolución de NaBr 2.28 m (densidad 1.167 g/cm3). La masa molar del NaBr es 102.9. Por cada kilogramo de agua hay (2.28)(102.9) = 235 g de NaBr, es decir, la masa total es 1 000 + 235 = 1 235 g. Esta masa de disolución ocupa un volumen de 1 235 g/(1.167 g/cm3), que es 1 058 cm3. Como 1 cm3 = 1 mL, el volumen es 1.058 L. La concentración molar es: 2.28 mol = 2.16 mol/L o bien 2.16 M 1.058 L
12.24. Una disolución de un halogenuro orgánico en benceno, C6H6, tiene 0.0821 fracción mol de halogenuro. Exprese su concentración en molalidad. La masa molar del benceno es 78.1. Un total de 0.0281 mol de halogenuro se mezcla con 1 − 0.0821 = 0.9179 mol de benceno, cuya masa es (0.9179 mol)(78.1 g/mol) = 71.7 g = 0.0717 kg. La molalidad del halogenuro es: Molalidad =
mol del componente 0.0821 mol de halogenuro = disolución 1.145 m = 0.0717 kg de benceno kg de disolvente
PROBLEMAS DE DILUCIÓN 12.25. ¿Cuánto debe diluirse una disolución que contiene 40 mg de AgNO3 por mL para obtener una que contenga 16 mg de AgNO3 por mL? Sea V el volumen al que debe diluirse 1 mL de la disolución original, para obtener una que contenga 16 mg de AgNO3 por mL. (Nota: La cantidad de soluto no cambia con la dilución; el volumen sí.) Volumen1 × concentración1 = volumen2 × concentración2 1 mL × 40 mg/mL = V2 × 16 mg/mL
y, al despejar,
V2 = 2.5 mL
Observe que 2.5 mL no es el volumen de agua que se agrega; es el volumen final después de haber agregado agua a 1 mL de la disolución original. También observe que sólo se tuvo en cuenta que el volumen final es el resultado de sumar volúmenes. Esto funciona bien con disoluciones diluidas (menos de 0.1 M), pero puede no ser tan bueno con disoluciones concentradas. Si se usan disoluciones más concentradas es probable que se deba determinar el volumen final de modo experimental.