Química General e Inorgánica Ingeniería Ambiental e Ingeniería Electrónica
Ejercitación N° 4: Soluciones. 1. La concentración molar de una substancia puede ser: a) Mayor a su concentración normal b) Igual a su concentración normal c) Mayor o igual a su concentración normal d) Menor que su concentración normal e) Ninguna de las anteriores. Rta: c. 2. Indique como preparar 250 mL de una solución de carbonato de sodio al 10% m/v a partir de la sal decahidratada Na 2CO3.10H2O. Rta: Es necesario pesar 44,7 g de carbonato de sodio decahidratado. 3. En un litro de solución hay 200 g del soluto “X”. Si la solución contiene 18% en masa de “X”, ¿Cuál es la densidad de la solución expresada en g/mL? Rta: La densidad de la solución es 1,11 g/mL. 4. Una solución se preparó disolviendo 16.0 g de cloruro de calcio en 72.0 g de agua, y tiene ti ene una densidad de 1.180 g/ml a 20°C. Cuál es la concentración de la solución expresada en: a) % m/m, b) % m/v, c) Molaridad y d) molalidad. Rta:a) El % en peso 18,18; b) el % (m/v) es 21,5, c) la molaridad de la solución es 1,9 moles por litro y d) la molalidad de la solución es 2 moles por kilogramo de agua. 5. Se tienen 160 g de una disolución de NaCl al 11.25% m/m. La disolución tiene una densidad de 1.33 g/mL. Calcule: a) Molaridad, b) Molalidad, c) normalidad, d) % (p/ v). Rta: a) La molaridad de la solución es 2,56, b) la normalidad de la solución es 2,56, c) la molalidad de la solución es 2,17 y d) el % (p/v) (p/v ) es 14,96. 6. Se quiere preparar un volumen de 8L de una disolución de KNO 3 al 20% en masa y una densidad de 1.1326 g/mL a 20°C. a) ¿Qué volumen de agua y qué masa de nitrato de potasio se debe mezclar? b) ¿Cuál es la molaridad y cuál es la molalidad de la disolución preparada? c) ¿Cuál es la fracción mol del soluto en esta disolución? Rta: a) En la solución están presentes 1812,2 g de KNO 3 y 7248,6 g de H 2O, b) La molaridad de la solución es 2,24 y la molalidad es 2,47 y c) la fracción molar de nitrato de potasio es 0,0426 y la fracción molar de agua es 0,9574. 7. Se preparan dos soluciones “A” y “B”. Para la disolución “A” se utilizan 6,00 gramos de metanol en un kilogramo de agua y para la disolución “B” se utilizan util izan 6,00 gramos de metanol en un kilogramo de tetracloruro de carbono. A 20°C la densidad de la disolución “B” es mayor que la densidad de la disolución “A”. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones relativas a estas disoluciones son ciertas? (Efectúe los cálculos necesarios): a) Las disoluciones “A” y “B” tienen la misma molaridad. b) Ambas disoluciones tienen la misma molalidad. c) Las fracciones molares del metanol en “A” y “B” son iguales. d) El % en masa de metanol es igual en “A” que en “B”.
Química General e Inorgánica Ingeniería Ambiental e Ingeniería Electrónica Rta: a) falso, b) verdadero, c) falso y d) verdadero. 8. ¿Cuántos gramos de nitrato de calcio puro hay en 200 ml de la disolución “A”? Se sabe que la densidad y % en masa para esta disolución son 1.1636 g/mL y 20% respectivamente. Rta: a) Hay 46,54 g de nitrato de calcio. 9. En los siguientes enunciados indique con una F si la oración es falsa y con una V si es verdadera. Justifique su respuesta anexando los cálculos realizados. a) Si se tiene una disolución con una concentración 25% m/m, eso quiere decir que se tuvo que disolver una masa de 25 g del soluto en 100 mL del disolvente (suponga que el disolvente no es agua). b) Si se pesaron 0.7 g de NaCl y se disolvieron en 100 mL de agua, la concentración de la disolución es de 0.7% m/v. c) Se disolvieron 25 ml de un soluto que tiene una densidad de 1.25 g/ml en 200 mL de agua. La concentración es de 15.61% v/v y de 18.5 % m/m. d) Se disolvieron 3 g de un compuesto líquido que tiene una densidad de 1.31 g/mL en 25 mL de agua. Su concentración es de 9.15 % v/v. 10. ¿Cuál es el volumen de agua destilada que debe agregarse a 50 mL de ácido fosfórico 0.1 M, para que la concentración final de la nueva disolución sea 0.1N? Rta: Se deben adicionar 100 mL de agua a la solución 0,1 M para que la resultante sea 0,1 N. 11. Calcule el volumen de solución de H 2SO3 densidad de 1.4 g/mL y 80% de pureza que se necesita para preparar 300 mL de una disolución 0.75N. 12. Se tomaron 5 mL de H 2SO4 cuya densidad es de 1.8 g/mL y 90% de pureza, y se aforaron hasta un volumen final de 500 mL. Calcule la concentración de la disolución en: a) molaridad y b) normalidad. Rta: a) la molaridad es 0,166, b) la normalidad es 0,33. 14. Hallar el volumen de ácido nítrico concentrado ( δ = 1,4 g/ml; 66,97%) que debe añadirse a un litro de ácido clorhídrico concentrado ( δ = 1,198 g/ml; 40%) para obtener agua regia (3HCl:1HNO3). Rta: Son necesarios 298,6 mL del ácido nítrico concentrado. 14. En el laboratorio se prepara una disolución (a la que llamaremos disolución A) pesando 5 g de cromato de potasio agregándole agua hasta llegar a un volumen final de un litro de disolución. De esta disolución A, se toma una alícuota de 100 mL y se coloca en un matraz aforado de 250 mL, agregándole agua hasta la marca de aforo (disolución B). Finalmente, de la disolución B se toma una alícuota de 25 mL y se coloca en un vaso de precipitado. a) ¿Cuál es la concentración molar de la disolución A? b) ¿Cuál es la concentración normal de la disolución B? c) ¿Cuál es la concentración en porcentaje en peso de la disolución A? d) ¿Cuántos moles de cromato de potasio hay en la disolución A, en la disolución B y en el vaso de precipitado donde se colocó la alícuota final? e) ¿Cuál es la concentración molar de la disolución que se encuentra en el vaso de precipitado que contiene la alícuota final? Rta: a) La concentración molar de A es 0,026, b) la concentración normal de B es 0,0104, c) el %
Química General e Inorgánica Ingeniería Ambiental e Ingeniería Electrónica en peso de A es 0,5, en A hay 0,026 moles de cromato de potasio, en B hay 0,0026 mol de -4 cromato de potasio y en c hay 2,6 10 mol, e) la concentración molar de la solución final es 0,013 molar. 15. a) ¿Cuál es la concentración final tiene una disolución de permanganato de potasio que se prepara diluyendo 1 mL de disolución 0.1M a un volumen final de un litro? b) Si de la disolución anterior se toma una alícuota de 10 mL y se afora con agua a 100 mL, ¿qué concentración se obtiene?, c) ¿Cuántos moles hay de permanganato de potasio hay en 1 mL de la disolución final? -5 Rta: a) la concentración de permanganato es 0,0001 molar, b) la concentración final es 1 10 -8 molar, c) en un mililitro de la solución final hay 1 10 mol de permanganato de potasio. 16. a) Se desea preparar una disolución 0.2 M de NaOH, pero sólo se tienen dos matraces aforados de 50 mL, una pipeta graduada de 10 mL, 2 g de NaOH previamente pesado. No se cuenta con una balanza para pesar una menor cantidad de NaOH. b) Diga cómo preparar la disolución 0.1 M de NaOH en las condiciones anteriores. 17. Se mezclan las siguientes cantidades de hidróxido de calcio en un matraz: i) 0,435 g; ii) -3 1,55.10 moles; iii) 30 mL de una disolución 0,011 M y 50 mL de una solución que contiene 0,61 moles de este compuesto en 1 litro de disolución. Suponiendo que el volumen final de disolución es de 78 mL y que la densidad de la disolución final es igual a 1,053 g/mL . Calcule: a) La molaridad de la disolución resultante. b) La molalidad de la misma. Rta: a) la concentración final es 0,49 molar, b) la concentración final es 0,466 molal. 18. Se dispone de tres disoluciones de hidróxido de bario de las siguientes características: i) 1,60 M y δ = 1,100 g/mL, ii) 2,50 M y δ = 1,500 g/mL y iii) 28% en peso y δ = 1,200 g/mL. Se toman 200 mL de A, 150 mL de B, 100 mL de C añadiéndole después agua hasta completar 500 mL. Sabiendo que la disolución resultante tiene una densidad de 1,215 g/mL. Calcule la Molaridad y % en peso de la disolución resultante. Rta: a) La molaridad de la solución resultante es 1,782 molar, b) el % (m/m) de la solución resultante es 25,13%. 19. Se mezclan un litro de ácido nítrico de densidad 1,38 g/mL y 62,7% de riqueza con un litro de otro ácido nítrico de densidad 1,13 g/mL y 22,38% de riqueza. La densidad de la disolución de ácido nítrico resultante es de 1,276 g/mL. Hallar: a) La concentración en tanto por ciento de esa disolución final, b) El volumen de la disolución final, c) Su molaridad. Rta: a) La concentración en % (m/m) es 40, b) el volumen final de la solución es 1818,6 mL y c) la molaridad de la solución es 8,1 M. 20. Un químico tituló 25,0 mL de NaOH 0,20 M con una disolución 0,50 N de H 2SO4. ¿Cuántos mililitros de la solución de ácido sulfúrico utilizó si la reacción fue cuantitativa? Rta: Se consumen 10 mL de ácido sulfúrico 0,5N para la neutralización del hidróxido. 21. Hallar el volumen de HCl concentrado 36,2% en peso y δ = 1,190 g/mL que se necesita para neutralizar 125 g de hidróxido de calcio. Rta: El volumen de ácido clorhídrico necesario es 285,8 mL.
Química General e Inorgánica Ingeniería Ambiental e Ingeniería Electrónica 22. Hallar el peso y volumen de solución de amoniaco al 18,45% en p eso y densidad 0,928 g/mL que puede obtenerse a partir de 1 Kg de sulfato de amonio al 96,3% de pureza por tratamiento con un exceso de cal viva. Rta: Son necesarios 1,345 Kg de la solución de amoniaco o 1,449 litros de la misma solución. 23. Para reaccionar con 1 Kg de carbonato de sodio anhidro se necesita 1 L de ácido sulfúrico. Calcular la concentración molar de este ácido. Diga como prepararía a partir del ácido anterior un ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,830 g/mL que contiene 93,64% de H 2SO4. Rta: a) La concentración molar del ácido es 9,43. 24. Se desea preparar una solución de nitrato de amonio de concentración 50 g por litro. Calcular los volúmenes de ácido nítrico concentrado (densidad 1,375 g/ml; 61,79 % HNO 3) y de amoniaco concentrado (densidad 0,918 g/ml; 21,50% NH 3) que deben tomarse para preparar 700 mL de aquella solución de nitrato de amonio. Rta: Son necesarios 37,68 mL de solución de amoniaco y 32,44 mL de solución de ácido nítrico. 3
25. Para neutralizar 25 cm de una solución de ácido sulfúrico se necesitan 20,8 mL de un álcali exactamente 0,2N. Calcular el volumen de la solución ácida que contiene 1 g de H 2SO4. Rta: Son necesarios 117 mL de concentración 0,17N. 26. Se disuelven en agua 0,1526 g de un cloruro anhidro de un metal divalente y se precipitan con 14,65 mL de un nitrato de plata 0,1 N. Calcular el peso atómico del metal e identificarlo. Rta: El peso molecular del metal divalente es 137,5 g/mol, se trata de Bario. 3
27. Se disuelven 8,026 g de un cloruro sódico comercial para formar un litro de solución. 10 cm de esa consumen en su valoración 13,1 mL de solución 0,1N de nitrato de plata. Calcular la pureza del cloruro de sodio. Rta: La pureza del cloruro de sodio es del 95,4%.
28. ¿Cuál es la concentración de un amoniaco expresado en % (p/v) de densidad 0,907 g/mL, sabiendo que al diluir 25 mL a 500 mL y tomar 25 mL de esta para ser valorados, se consumen 17,25 mL de un ácido 0,965N? Rta: El % (p/v) de amoniaco en la solución es 22,64. 29. Una muestra de 0,6760 g de un compuesto desconocido, que contiene iones bario, se solubiliza con un exceso de sulfato de sodio. Si la masa del precipitado de sulfato de bario formado es de 0,4105 g, ¿cuál es el porcentaje de masa de Bario en el compuesto original de identidad desconocida? 30. Una muestra de 500 mL de una solución 2 M de HCl se trata con 4,47 g de magnesio. Calcule la concentración de ácido después de que todo el metal ha reaccionado. Suponga que el volumen de la solución permanece constante. Rta: La concentración molar de ácido clorhídrico luego de finalizada la reacción es 1,264.
