Curso: 2º Medio Unidad Nº1: Solucione Solucioness químicas Prof. Juan Pastrián Lisboa
UNIDADES DE CONCENTRACIÓN FÍSICAS 1. Porcentaje masa/masa (%m/m) “Cantidad en masa (g) de un componente en 100 g de disolución”. Una disolución acuosa al 5%m/m de cloruro de sodio contiene 5 g de sal en 100 g de disolución. Su fórmula es
% ⁄ =
() × 100 ó ()
(Ecuación Nº1)
donde
%m/m = %m/m = porcentaje masa/masa m soluto = masa del soluto m solución = masa de la solución.
Ejemplo: Una muestra de 15 g de cloruro de sodio se disuelve en 186 g de agua. ¿Cuál es el porcentaje masa/masa de cloruro de sodio en la disolución? Primero se obtiene la masa total de la disolución: Masa disolución = masa soluto + masa solvente Masa disolución = 15 g + 186 g Masa disolución = 201 g Despejando en la Ecuación Nº1, tenemos que:
% ⁄ =
15 × 100 201
% ⁄ = 7,46 ,46 Por lo tanto, la concentración de esta solución es 7,46% m/m. Esto quiere decir que por cada 100 g de disolución hay 7,46 g de soluto.
2. Porcentaje masa/volumen (%m/V) “Cantidad en masa (g) de un componente en 100 mL de disolución”. Una disolución acuosa al 10% m/V de alcohol etílico contiene 10 g de alcohol por cada 100 mL de disolución. Su fórmula es
% =
() × 100 ó () ) (Ecuación Nº2)
donde
%m/V = = porcentaje masa/volumen m soluto = masa del soluto V solución = volumen de la solución.
Ejemplo: Si se disuelven 45 g de cloruro de magnesio (MgCl 2) en agua, hasta completar 250 mL de solución, ¿cuál es su %m/V? Sabemos que hay 45 g de soluto y que el volumen de la solución es 250 mL. Despejando en la Ecuación Nº2, tenemos que:
% =
45 × 100 250
% = 18 Por lo tanto, la concentración de esta solución es 18% m/V. Esto quiere decir que por cada 100 mL de disolución hay 18 g de soluto.
3. Porcentaje volumen/volumen (%V/V) “Cantidad en volumen (mL) de un componente en 100 mL de disolución”. Una disolución de propanol al 20%V/V contiene 20 mL de propanol por cada 100 mL de disolución. Su fórmula es
% =
() × 100 ó ()
(Ecuación Nº3)
donde
%V/V = porcentaje masa/volumen V soluto = volumen del soluto V solución = volumen de la solución.
Ejemplo: Si se disuelven 37 mL de alcohol en agua hasta completar 133 mL de disolución, ¿cuál es el porcentaje volumen-volumen de alcohol en la disolución? Sabemos que el volumen de soluto es 37 mL y el volumen de solución es 133 mL. Por lo tanto, reemplazando en la Ecuación 3 tenemos que:
% =
37 × 100 133
% = 27,82 Por lo tanto, la concentración de esta solución es 27,82%V/V. Esto quiere decir que por cada 100 mL de disolución hay 27,82 mL de soluto.
Ejercicios 1. Calcular la masa de soluto y de disolvente que hay en: a) 400 g de una disolución al 6% m/m. (R: m soluto = 24 g; m solvente = 376 g) b) 56 g de una disolución al 30% m/m. (R: m soluto = 16,8 ; m solvente = 39,2 g) c) 450 g de una disolución al 25% m/m. (R: m soluto = 112,5 g; m solvente = 337,5 g) 2. ¿Cuál es el % m/m de una disolución que se ha preparado disolviendo 30 g de NaOH en 120 g de agua? (R: 20% m/m)
3. ¿Cuál es el % m/m de una disolución de NaCl que se ha preparado disolviendo 2 g de NaCl en 56 g de agua? (R: 3,45% m/m)
4. Un estudiante ha preparado una disolución disolviendo 5 g de KI en el volumen necesario de agua hasta obtener 250 mL de disolución. ¿Cuál es el % m/V de esta disolución? (R: 2% m/V)
5. ¿Cuál es el % m/V de una disolución de Br 2 que se ha preparado disolviendo 12 g de bromo (Br 2) en suficiente tetracloruro de carbono para que el volumen final de la disolución sea de 250 mL? (R: 4,8% m/V)
6. La clindamicina al 1% m/V es un antibiótico que se administra por vía tópica. ¿Cuántos gramos de clindamicina hay en 60 mL de una disolución al 1% m/V? (R: 0,6 g)
7. Expresa como % m/V las concentraciones de las siguientes disoluciones: a) b)
75 g de Na2SO4 en 250 mL de disolución. (R: 30% m/V) 39 g de sacarosa en 300 mL de refresco. (R: 13% m/V)
8. Un enjuague bucal corresponde a una disolución de alcohol al 22,5% V/V. Si en la botella hay 325 mL de enjuague, ¿cuántos mL de alcohol hay en la botella? (R: 73,13 mL)
9. A un paciente se la administran 100 mL de una disolución de manitol al 20% m/V cada 1 hora. a) b)
¿Cuántos gramos de manitol recibe el paciente cada 1 hora? (R: 20 gramos) ¿Cuántos gramos de manitol ha recibido el paciente al cabo de 12 horas? (R: 240 gramos)
10. Durante las próximas 12 horas un paciente necesita que le administren 100 g de glucosa. ¿Cuántos litros de disolución de glucosa al 5%m/V debe recibir? (R: 2 L)
11. Un paciente ha recibido 2 g de NaCl en 8 horas, ¿cuántos mL de disolución salina de NaCl al 0,9% m/V (suero fisiológico) se le ha administrado al paciente? (R: 222,22 mL)
12. Calcule la masa de agua que se debe agregar a 5 g de urea para preparar una disolución al 16,2% m/m . (R: 25,86 g)
13. Se disuelven 4,5 g de AlCl 3 en agua hasta obtener 500 mL de disolución. Calcular el porcentaje masa/volumen de la solución. (R: 0.9% m/V)
14. Se disuelven 7,2 g de hidróxido de calcio en 32.8 g de agua. Calcular el porcentaje masa/masa del hidróxido de calcio en la disolución. (R: 18% m/m)
15. Determine el % m/m de una solución preparada con 13,85 gramos de soluto en 250 gramos de solución. (R: 5.54% m/m)
16. ¿Qué cantidad de solvente ha sido necesario utilizar para preparar 300 gramos de una solución al 15% m/m? (R: 255 g)
17. Determine el % m/V de una solución preparada a partir de 25 gramos de soluto en 75 mL de solución. (R: 33.33% m/V)
18. ¿Qué volumen de alcohol etílico se necesita para preparar 250 mL de una disolución acuosa al 70% V/V? (R: 175 mL)
19. El nitrato de amonio (NH4NO3) es un importante abono para la tierra, ¿cómo se preparan 10 L de disolución acuosa de NH 4NO3 al 12% m/V? (R: agregando 1.2 kg de NH 4NO3 en agua hasta completar 10 L de solución)
20. Para preparar un quitamanchas de cuero se han mezclado los siguientes ingredientes: 70 mL de tetracloruro de carbono, 14 mL de ligroina y 4 mL de alcohol amílico, ¿cuál es el %V/V de cada componente en esta solución? (R: 79.55% V/V de tetracloruro de carbono; 15.9% V/V de ligroina y 4.55% V/V de alcohol amílico)
21. El agua de mar es una disolución acuosa con una concentración aproximada de 3.2% m/V de NaCl, calcule la masa de NaCl que se puede obtener al evaporar un metro cúbico de agua de mar (1m 3 = 1000 L) (R: 32 kg)
22. Se tienen 247 g de solución de azúcar en agua al 41% m/m, ¿cuántos gramos de azúcar y agua hay en la solución? (R: 101.27 g de azúcar y 145.73 g de agua)
23. Se disuelven 20 g de alcohol etílico en 30 g de agua. ¿Cuál es el % m/m de la solución?
(R: 40% m/m)
24. Calcular el % m/m de una solución que contiene 10 g de NaCl disueltos en 120 g de agua.
(R: 7.7% m/m)
25. Calcular el % m/m de una solución que se obtiene al disolver 5 g de NaOH en 45 g de agua.
(R: 10% m/m)
