O calcular el número de partículas en una solución es un aspecto fundamental para nosotros medir la efecto coligativo (osmoscopia, crioscopia, ebulloscopia y tonoscopia) causado por la adición de un soluto a un solvente particular.
Cuanto mayor sea el cantidad de partículas en el soluto presente en la solución, más intenso es el efecto coligativo. El cálculo del número de partículas tiene en cuenta principalmente la naturaleza del soluto que se agregó.
La clasificación de un soluto en relación con su naturaleza se lleva a cabo de la siguiente manera:
soluto molecular
Es el soluto incapaz de sufrir los fenómenos de disociación o ionización, independientemente del disolvente al que se haya añadido. Ejemplos: glucosa, sacarosa, etilenglicol, etc.
Así, como un soluto molecular no se ioniza ni se disocia, si añadimos 15 moléculas (partículas) del mismo al disolvente, tendremos 15 moléculas disueltas.
soluto iónico
Es el soluto que, al añadirse al disolvente, sufre el fenómeno de ionización (producción de cationes y aniones) o disociación (liberación de cationes y aniones). Ejemplos: ácidos, bases, sales, etc.
Entonces, si agregamos 15 moléculas al solvente, tenemos 15 partículas más x partículas.
Factor de corrección de Van't Hoff
El científico Van't Hoff desarrolló una fórmula para calcular el factor de corrección para número de partículas de un soluto iónico en una solución.
i = 1 + α. (q-1)
Ser:
i = factor de corrección de Van't Hoff.
α = grado de disociación o ionización del soluto;
q = número de partículas obtenidas en la disociación o ionización de un soluto;
El factor de corrección de Van't Hoff debe usarse para multiplicar el valor encontrado para el número de partículas en la solución. Entonces, si, por ejemplo, el factor de corrección es 1.5 y el número de partículas del soluto en la solución es 8.5.1022, tendremos:
número de partículas reales de soluto en solución = 1,5. 8,5.1022
número de partículas reales de soluto en solución = 12,75,1022
o
número de partículas reales de soluto en solución = 1275,1023
Ejemplos de cálculo del número de partículas en una solución.
Ejemplo 1: Cálculo del número de partículas presentes en una solución que contiene 45 gramos de sacarosa (C6H12O6) disuelto en 500 mL de agua.
Datos de ejercicio:
Masa de soluto = 45 gramos;
Volumen de disolvente = 500 ml.
Haz lo siguiente:
1O Paso: determinar la masa molar del soluto.
Para determinar la masa del soluto, simplemente multiplique la masa atómica del elemento por el número de átomos que contiene en la fórmula. Luego suma todos los resultados.
Carbono = 12,12 = 144 g / mol
Hidrógeno = 1,22 = 22 g / mol
Oxígeno = 16,11 = 196 g / mol
Masa molar = 144 + 22 + 196
Masa molar = 342 g / mol
2O Paso: Calcule el número de partículas usando una regla de tres que incluya el número de partículas y la masa.
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Para ensamblar la regla de tres, debemos recordar que, en una masa molar, la masa siempre está relacionada con la constante de Avogadro, que es 6.02.1023 entidades (moléculas o átomos, por ejemplo). Así, como la sacarosa tiene moléculas, como es molecular (formada por un enlace covalente), tenemos que:
342 gramos de sacarosa 6.02.1023 moléculas
45 gramos de sacarosa x
342.x = 45. 6,02.1023
x = 270,9.1023
342
x = 0,79,1023 moléculas
o
x = 7,9,1022 moléculas
Ejemplo 2: Calcule el número de partículas presentes en una solución que contiene 90 gramos de carbonato de potasio (K2CO3) disuelto en 800 ml de agua. Sabiendo que el grado de disociación de esta sal es del 60%.
Datos de ejercicio:
Masa de soluto = 90 gramos;
Volumen de disolvente = 800 ml;
α = 60% o 0,6.
Para determinar el número de partículas de soluto en esa solución, Es interesante que se desarrollen los siguientes pasos:
1O Paso: determinar la masa molar del soluto.
Para determinar la masa del soluto, simplemente multiplique la masa atómica del elemento por el número de átomos que contiene en la fórmula. Luego suma todos los resultados.
Potasio = 39,2 = 78 g / mol
Carbono = 12,1 = 12 g / mol
Oxígeno = 16,3 = 48 g / mol
Masa molar = 144 + 22 + 196
Masa molar = 138 g / mol
2O Paso: calcule el número de partículas usando una regla de tres que incluya el número de partículas y la masa.
Para ensamblar la regla de tres, debemos recordar que, en una masa molar, la masa siempre está relacionada con la constante de Avogadro, que es 6.02.1023 entidades (fórmula de iones, moléculas o átomos, por ejemplo). Así, como el carbonato tiene una fórmula iónica porque es iónico (formado por un enlace iónico), tenemos que:
138 gramos de carbonato 6.02.1023 moléculas
90 gramos de carbonato x
138.x = 90. 6,02.1023
x = 541,8.1023
138
x = 6,02,1023 iones de fórmula (partículas)
3O Paso: Calcule el número de partículas (q) a partir de la disociación de la sal.
En el carbonato de potasio, tenemos la presencia de dos átomos de potasio en la fórmula (K2) y una unidad del anión CO3. Entonces, el valor de q para esta sal es 3.
q = 3
4O Paso: calcular a partir del factor de corrección de Van't Hoff.
i = 1 + α. (q-1)
i = 1 + 0,6. (3-1)
i = 1 + 0,6. (2)
i = 1 + 1.2
i = 2,2
5O Paso:determinar el número de partículas reales presente en la solución.
Para determinar el número de partículas reales en esta solución, simplemente multiplique el número de partículas calculado en 2O factor de corrección paso a paso calculado en 4O paso:
y = 6.02.1023. 2,2
y = 13.244,1023 partículas
Por mí. Diogo Lopes Dias
