Fracción molar en disolución de concentración % en masa (3143)

, por F_y_Q

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¿Cuál es la fracción molar del $$$ \text{H}_2\text{SO}_4$$$ en 1 000 g de disolución al 20 % (m/m)?

P.-S.

Si tienes en cuenta el porcentaje en masa de la disolución, en los 1 000 g de disolución hay:

$$$ \require{cancel} 10^3\ \cancel{\text{g D}}\cdot \dfrac{20\ \text{g H}_2\text{SO}_4}{100\ \cancel{\text{g D}}} = \color{royalblue}{\bf 200\ g\ H_2SO_4}$$$

Debes suponer que el resto de la disolución es agua, por lo tanto, habrá 800 g de agua. Ahora calculas los moles de cada sustancia:

$$$ \require{cancel} 200\ \cancel{\text{g}}\ \text{H}_2\text{SO}_4\cdot \dfrac{1\ \text{mol}}{98\ \cancel{\text{g}}} = \color{royalblue}{\bf 2.04\ mol\ H_2SO_4}$$$

$$$ \require{cancel} 800\ \cancel{\text{g}}\ \text{H}_2\text{O}\cdot \dfrac{1\ \text{mol}}{18\ \cancel{\text{g}}} = \color{royalblue}{\bf 44.4\ mol\ H_2O}$$$

La fracción molar del soluto es el cociente entre los moles del ácido y los moles totales:

$$$ \require{cancel} \color{forestgreen}{\bf{x_{H_2SO_4} = \dfrac{n_{H_2SO_4}}{n_T}}} = \dfrac{2.04\ \cancel{\text{mol}}}{(2.04 + 44.4)\ \cancel{\text{mol}}} = \color{firebrick}{\boxed{\bf 0.044}}$$$