Ejercicios resueltos de las páginas 123 - 139

CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES

1.-PORCENTAJE PESO A PESO (% p/p)

EJEMPLO:

A partir de 250 g de una disolución acuosa de sulfato de cobre (CuSO4) se obtiene por evaporación un residuo de 30 g de sulfato. Calcula:

a)    ¿Cuántos gramos de agua se evaporaron?

b)    ¿Cuál es el porcentaje por peso del soluto?

c)    ¿Cuál es el porcentaje de disolvente?

SOLUCIÓN

a)    Gramos disolución =gramos soluto +gramos disolvente

Gramos disolvente=gramos disolución  -gramos soluto

Gramos de H2O= 250 g- 30 g

Gramos de H2O=220 g

b)    %p/p CuSO4= Masa CuSO4 /masa disolución *100=30 g/250 g * 100=12%

c)    %p/p CuSO4=Masa de H20/masa disolución *100=220 g/250g *100= 88%

EJEMPLO:

¿Cuántos gramos de agua se necesitan para mezclar 60 g de nitrato de sodio(NaNO3) y obtener una disolución al 25% en peso?

DATOS:

Masa H20=?                                                    Masa NaNO3= 60 g

% NaNO3= 25%                                              % H20= 100%- 25%= 75%

SOLUCIÓN:

Masa H20=(75%)(60 g/25%)=180 g

O bien:

Masa disolución = (100%)(60 g/25%)= 240 g

Por lo tanto:

Masa disolución= masa soluto+ masa disolvente

Despejando masa disolvente (H20) tenemos:

Masa H20 = masa disolución-masa soluto= 240 g -60 g= 180 g

2.- PORCENTAJE PESSO A VOLUMEN (% p/V)

Es una manera de expresar los gramos de soluto que existen en 100 mililitros de disolución.

EJEMPLO:

¿Cuál es el % p/v de NaCl en una solución que contiene 10 g de soluto en 120 Ml de solución?

DATOS:

% p/v  NaCl=?                                                      Masa NaCl= 10 g

Volumen solución = 120 Ml

SOLUCIÓN:

 % p/v  NaCl= Masa NaCl/ Volumen solución *100= 10 g/120 mL *100= 8.33%

EJEMPLO:

Calcula la cantidad de gramos de MgCl2 que se requiere para preparar 150 Ml de disolución acuosa de MgCl2 al 12%(p/v)

DATOS:

Masa MgCl2=?                                                      Volumen solución =150 mL =150 g

SOLUCIÓN:

Masa MgCl2= (12%)(150g/100%)= 18 g

3.- Porcentaje volumen a volumen (%v/v)

EJEMPLO

 ¿Cuál es el % v/v de una disolución que contiene 5 mL de HCL en 100 mL de agua?

DATOS:

% v/v HCl =?                                     VHCL= 5mL                              VH20= 100 mL

SOLUCIÓN:

% v/v HCl= VHCL/V disolución X 100

V disolución = VHCL + VH20= 5mL    + 100 ml=105 ml.

% v/v HCl = 5 Ml/ 105Ml X100 = 4.8%

EJEMPLO

¿ Cuántos mililitros de ácido acético se necesitan para preparar 300Ml. De disolución al 20% v/v?

DATOS:

             V Ácido acético=?            V disolución = 300mL    % v/v ácido acético =20%

SOLUCIÓN:

                        V Ácido acético= (%Ácido acético)(V disolución / 100%)= (20%)(300mL/ 100%)= 60 mL

4.- Partes por millón (ppm)

EJEMPLO

Una muestra de agua de 600mL tiene 5mg de F-. ¿Cuantos ppm de ion fluoruro hay en la muestra?

DATOS:

VH20= 600mL= 0.6 L                                                     masaF - = 5mg                        ppm= ?

SOLUCIÓN:

PpmF-=mgF-/L disolución = 5 mg/ 0.6L= 8.33ppm

EJEMPLO

Calcula las ppm de 120mg de Na + contenidos en 1500g de agua.

DATOS:

Ppm Na + = ?masaNa+= 120mg                                    masa H2O= 1500g= 1.5 kg.

SOLUCIÓN:

Ppm Na + = mg Na+/kg disolución= 120mg/1.5kg= 80ppm

SOLUCIÓN MOLAR (M)

EJEMPLO:

¿Cuál la molaridad de una disolución de 2 moles de KOH en 2.5 litros de disolución?

DATOS:

 M=?                                n=2 moles KOH                                                   V=2.5L

SOLUCIÓN:

M= n/V =2 moles KOH / 2.5L = 0.80 moles KOH/L  = 0.80 M

EJEMPLO:

¿Cuál la molaridad  250g de H2 SO4mL en 2500 mL de disolución?

DATOS:

M=?                                n= (250g ) ( 1 mol H2 SO4/98g)=2.6 moles H2SO4                    

SOLUCIÓN:

M= n/ V = 2.6 moles H2 SO4/ 2.5 L = 1.02 moles H2 SO4/ L = 1.02 M

EJEMPLO:

¿Cuántos  gramos de NaOH se  necesitan para  preparar 1500mL de disolución 0.50 M?

DATOS:

 Masa NaOH=?     v= 1500mL = 1.5 L

M= 0.50 mol NaOH/L

SOLUCIÓN:

A partir de M= n/V despeja a n y obtienes: n= MV; ahora sustituye sus valores:

n= (0.5 mol NaOH/L ) (1.5L)=0.75 mol NaOH

Convierte los moles a gramos con la conversión correspondiente:

(0.75 molNaOH) (40g NaOH/ 1 molNaOH )= 30g NaOH

masaNaOH= 30g

SOLUCIÓN MOLAL

EJEMPLO:

Calcula la molalidad de una disolución que tiene 0.5 Moles de NaCL en  0.2kg. de agua

 DATOS:

    M=?                n=0.5 mol / NaCL                 kg. Disolvente = 0.2 Kg. H2O

SOLUCIÓN:

M= n/Kg. Disolvente= 0.5 mol NaCL/ 0.2 Kg. H2O= 2.5 mol NaCL/Kh.H2O=2.5M

EJEMPLO:

Calcula la molalidad de una disolución que contiene 12g de Mg. (OH)2

DATOS:

    M=?n= (12g Mg. (OH)2) (1 mol Mg. (OH)2/ 58g. Mg. (OH)2)= 0.2 mol Mg. (OH)2     

                 kg. Disolvente = (500 mL) (1g. / 1 mL)= 500g.= 0.5 Kg. (OH)2

SOLUCIÓN:

M= n/Kg. Disolvente= 0.2 mol Mg. (OH)2/ 0.5 Kg. H2O= 0.4 mol Mg. (OH) 2/Kg. Disolvente= 0.4 M

EJEMPLO:

Calcula Los gramos de NaOH que se requieren para preparar un a disolución 0.80M en 1200mL. De agua

DATOS:

    Masa NaOH =?                m= 0.80 mol NaOH / Kg. H2O

   KgH2O.= (1200mL) (1g. / 1mL)(1Kg. / 1000g.)= 1.2 Kg.

SOLUCIÓN:

n= (0.80 mol NaOH/ Kg. H2O) (1.2Kg. H2O)= 0.96 mol NaOH

Convierte los moles a gramos:

Masa  NaOH=( 0.96 mol NaOH) ( 40g.  NaOH/ 1mol NaOH)= 38.4g. NaOH

Solución Normal (N)

EJEMPLO:

Los equivalentes gramo de cada sustancia son:

ELEMENTOS:

1.    AL3+;                      Eq-g AL3+= 27G / 3= 9G.                  1Eq-g AL3+=9g

2.    S2-;                        Eq-g S2-=32g/2= 16g                         Eq-g S2-=16g

ÁCIDOS

3.- HCL;                          Eq-g HCl=36.5g/1=36.5g                     1Eq-Ghcl=36.5g

4. H2SO4;                       Eq-g H2SO4=98g/2=49g                     1 Eq-g H2SO4= 49g

BASES

       5. NaOH;                        Eq-g NaOH=40g/1=40g          1 Eq-g NaOH=40g

6. AL(OH)3;                   Eq-g AL(OH)3=78g/3=26g                  1 Eq-g AL(OH)3=26g

SALES

        7. K2SO4;                     Eq-g K2SO4=174g/2=87g

                                               K21+ (SO4) 2- / 2+2-/0       1 Eq-g - K2SO4=87g.

8.AL2 (SO4)3;                Eq-g AL2 (SO4)3=342g./6 = 57g.

                                               AL32+( SO4)23-/ 6+6-/0        Eq-g AL2 (SO4)3=57g.

EJEMPLO

100g. NAOH                   Eq-g

Relacionando estequiometricamente estas unidades:

(100g. NAOH) (Eq-gNAOH/40g.NAOH)=2.5 Eq-Gnaoh

EJEMPLO

1.8Eq-g H2O4                             Gramos

Aplicando el mismo procedimiento analítico:

(1.8Eq-g H2O4) (49g.H2O4/ 1Eq-GH2O4)= 88.2 g H2O4

EJEMPLO

¿Cuál es la normalidad de una disolución de HCL que contiene 0.35 Eq-g en 600mL de dicha disolución?

DATOS:

 N=?                  E= 0.35Eq- g HCL                            V= 600mL=0.60L.

SOLUCIÓN:

N= E/V= 0.35 Eq- g HCL / 0.6 L. = 0.58 Eq- g HCL/ L= 0.58 N

EJEMPLO

Calcula la normalidad que habrá en 1200 mL. De disolución la cual contiene  50g. de H2SO4

DATOS:

N=?                               E= (50g. H2SO4) (Eq-g H2SO4/ 49g.H2SO4)= 1.02 Eq-g H2SO4

V= (1200mL.)= 1.2L

SOLUCIÓN:

N=E/V= 1.02 Eq-g H2SO4 / 1.2L. =0.85 E q-g H2SO4/L=0.85N

EJEMPLO

¿Cuantos gramos de soluto habrá 800mL. De disolución 0.75N de H3BO3?

DATOS:

masa H3BO30=?                                                     V=800mL. =0.8L.                             N=0.75 Eq-g H3BO3/L.

SOLUCIÓN:

A partir de N= E/V= despeja E y tendrás E= N; V

E= (0.75 Eq-g H3BO3/L.) (0.8L.)= 0.60 Eq-g H3BO3

Realizando la conversión:

Eq-g                                  gramos

Obtienes:

Masa de H3BO3= (0.60 Eq-g H3BO3) (20.6g.  H3BO3)/ 1Eq-g H3BO3) =12.36g.

FRACCION MOLAR (X)

EJEMPLO

Una disolución contiene 20g. deNaOH Y 100 100g. de H2O.

Calcula la fracción molar NaOH y H2O

DATOS:

masaNaOH=20g.                                  masaH2O= 100g.

N NaOH= (20g.) (1mol/40g.)=0.5 mol                        NH2O= (100g.) (1mol/18g.)= 5.55mol

N disolución= N NaOH + NH2O                                     n disolución= 0.5 mol + 5.55 mol

N disolución= 0.5 mol

SOLUCIÓN:

X NaOH= n NaOH/ n disolución = 0.5 mol/ 6.5 mol.= 0.086

X NH2O= n  NH2O/ n disolución = 5.55 mol/ 6.5 mol.= 0.917

Observa que:

X NaOH + X NH2O=1                         0.083 +0.917= 1                          1=1

Por lo tanto la suma de las fracciones molares es =1

Bibliografía:
Química 2