Disoluciones.doc

INTERACCION SOCIAL II/09 AUX: GABRIEL QUENTA PAREDES BIBLIOGRAFIA:SOLUCIONARIO IBARZ

DISOLUCIONES: DENSIDAD Y CONCENTRACION 1. Calcular la cantidad de sosa caústica y de agua que se necesitan para preparar 5 litros de una disolución al 20 %, cuya densidad es 1,219 g/cc. Cuál es la normalidad de esta disolución? NaOH mNaOH=?

H 2O mH2O=?

 Vdisolucion = 5l=5000ml ρdisolucion=1,219g/ml N=? mNaOH + mH2O = mdisolucion VNaOH + VH2O = Vdisolucion 20%NaOH y 80% H2O Utiliza densidad ρdisolucion  5000ml x 1,219g = 6095g 1 ml mdisolucion = 6095g mH2O = 80% disolución = 6095 x 0,8 = mNaOH = mdisolucion

-

4876g H2O

mH2O = 6095g – 4876g =

Ndisolucion = 6095Eq-g NaOH = 1000mldisolución

1219 g NaOH

6,095 N NaOH

2. Se disuelve una cierta cantidad de cloruro magnésico hidratado, MgCl2. 6H2O, en un peso igual de agua. Calcular la concentración de la disolución en tanto por ciento de sal anhidra.

Peso molecular de MgCl26H2O = 203g/mol Disolucion al ser un peso igual de agua  406g disolución Peso molecular de MgCl2 = 95g/mol 95,3g MgCl2 ------------406g disolución X--------------------------100g disolución

X=

23,47 %

3. Una disolución de carbonato sódico de densidad 1,105 g/cc contiene 10,22 % de carbonato anhidro. Calcular el volumen de la misma que podrá dar lugar por evaporación a 100 gramos del carbonato hidratado, Na2CO3. 10H2O.

Na2CO3

H2O

  Vdisolucion = ? ρdisolucion=1,105g/ml 10,22%( Na2CO3 ) 100g Na2CO3. 10H2O

mol Na2CO3. 10H2O  mol Na2CO3 100g Na2CO3. 10H2O(evaporación)  37,06g Na2CO3 37,06g Na2CO3 es el 10,22% de la disolución por ello la disolución es 362,62g Utiliza densidad ρdisolucion 362,62gdisolucion x 1ml disolucion = 1,105g disolución

328,20 ml disolucion

4. Calcular las cantidades de carbonato sódico hidratado, Na2CO3. 10H2O y de agua que se necesitan para preparar 12 litros de disolución al 13,9 % de carbonato anhidro, y de densidad igual a 1,145 g/cc. ¿Cuál es la normalidad de esta disolución?

Na2CO3. 10H2O H2O Na2CO3.10H2O =?m H2O= ?

 Vdisolucion = 12l= 12000ml ρdisolucion=1,145g/ml 13,9%( Na2CO3 ) Ndisolucion= ? m Na2CO3. 10H2O + mH2O = mdisolucion (1) V Na2CO3. 10H2O + VH2O = Vdisolucion (2) Utiliza densidad ρdisolucion  12000ml x 1,145g = 13740g 1 ml 13740g disolución 13,9% (Na2CO3) 1909,86 gNa2CO3 mol Na2CO3  mol Na2CO3 . 10H2O 1909,86g Na2CO3  5153g Na2CO3 . 10H2O m Na2CO3

+ m H2O = mdisolucion

m

m H2O = mdisolucion - m Na2CO3 m H2O = 13740g – 5153g m H2O =

8586,98 g H2O

53g Na2CO3 -------------Eq-g Na2CO3 Ndisolucion = 1909,86g Na2CO3 = 159,16 g Na2CO3 = 3,003 Eq-g Na2CO3 = 12000mldisolución 1000mldisolución 1000mldisolucion

3,003 N Na2CO3

5. Calcular el volumen de disolución al 12 % en peso de CuSO4 que podrá prepararse con 1 Kg de sulfato cúprico cristalizado, CuSO4. 5H2O. La densidad de la disolución es 1,131 g/cm3.

.

CuSO4 5H2O

H2O



 Solucion azulada

Peso molecular

.

CuSO4 5H2O = 250g/mol CuSO4 =160 g/mol

. 1000g CuSO . 5H O  640g CuSO mol CuSO4 5H2O  mol CuSO4 4

2

4

640g Na2CO3 es el 12% de la disolución por ello la disolución es 5333,33g Utiliza densidad ρdisolucion 362,62gdisolucion x 1ml disolucion = 4715,59 ml disolucion 1,131g disolución

6. Una solución contienen 75 mg de NaCl por ml. ¿A que grado se debe diluir para obtener una solución de concentración 15 mg de NaCl por ml? 75 mg de NaCl ml disol

Rta 5

75 mg de NaCl 15 mg de NaCl

15 mg de NaCl ml disol

= 5

7. ¿Cuántos ml de una solución de concentración 100 mg de Co +2 por ml se necesita para preparar 1,5 lt de solución con una concentración de 20 mg de Co+2 ? (por cm3). Co+2



Co +2

H2O 

H2O



V2 = ?? =100mg Co+2 / ml disolución

V 1= Vdisolucion = 1,5 l = 1500 ml C1 = 20mg Co+2 / ml disolución

V1 C1 = V2 C2

C1=20mg Co+2 / ml disolución V1= 1500ml C2=100mg Co+2 / ml disolución V2 = V1 C1 = 1500 ml disolucion x 20 = C2 100

300ml disolución

C2

8.

Calcúlese el volumen aproximado del agua que se debe agregar a 250 ml de una solución 1,25 N para hacerla 0,5 N (despreciando los cambios de volumen).

2O V2O=?? Solución 1,25N



Solución 0,5N

V1 N1 = V2 N2

N= normalidad V1 = 250 ml disolución N1 = 1,25 Eq-g soluto litro disolución

V2 = X N2 = 0,5 Eq-g soluto litro disolución

V2 = V1 N1 = 250 ml disolucion x 1,25 N N2 0,5 N V2 = 625 ml disolución VH2O = 625 ml disolución - 250 ml disolución VH2O =

375 ml disolución

7. Se tratan 250 g de cloruro sódico con ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,83 g/cc y 93,64 %. Si el ácido se agrega en un exceso del 20 % respecto a la formación de sulfato sódico neutro, calcular el volumen de ácido sulfúrico utilizado. NaCl H2SO4 mNaCl=250gρg/ml 93,64%

 2NaCl + H2SO4  Na2SO4 + 2HCl 117g 98g 142g 73g 117g NaCl 98g H2SO4 250g NaCl209,4 g H2SO4 209,4 g H2SO4 20% Exceso 20% H2SO4 (41,88g) 251,28 g H2SO4

209,4 g H2SO4Total=251,28 g H2SO4

disolucion 93,64% H2SO4 251,28 g H2SO4  268,35 g disolución Utiliza densidad ρdisolucion 268,35gdisolucion x 1ml disolucion = 1,83g disolución

146,64 ml disolucion

8. Calcular el volumen de ácido clorhídrico 3 N que se necesita para disolver 12 gramos de un carbonato cálcico de 93,2 % de pureza.

V=? HCl 3N

CaCO3 mCaCO3=12g 93,2%pureza

CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + H2CO3 100g 73g 111g 62g 12g Na2CO3 tiene 93,2% de pureza por ello la disolución posee es 11,18 g CaCO3 puro 100g CaCO3 73g HCl 11,18 g CaCO38,16 g HCl

36,5g HCl Eq-g HCl 8,16 g HCl 0,22 Eq-g HCl

0,22 Eq-g

Ndisolucion = 3 Eq-g HCl = 0,22Eq-g HCl 1000mldisolución X mldisolución

Rta

74,56 ml disolución

DISOLUCIONES: PROPIEDADES COLIGATIVAS Y PESOS MOLECULARES DE SOLUTOS Entre las propiedades de las disoluciones existen algunas que modifican las propiedades del disolvente por la presencia de un soluto. Estas propiedades se conocen como “coligativas” y solo dependen de la cantidad de soluto y no de su naturaleza , en disoluciones diluidas. Entre las propiedades coligativas se tiene : ascenso ebulloscopico, descenso crioscopico , descenso de la presión de vapor y presión osmótica. La relación entre la presión de vapor de la disolución y la del solvente esta dada por la siguiente relación, conocida como “ LEY DE RAOULT “.

1. A temperatura muy próxima a 26 °C la presión de vapor de agua resulta ser de 25,21 mm. Calcular la presión de vapor a la misma temperatura de una solución 2,32 molal de un compuesto no electrolito no volátil, suponiendo comportamiento ideal. Molalidad= m = moles de soluto Kg. Disolvente 1Kg. DisolventeH2O =1000gH2O = 55,5mol H2O Ley de Raoult P°A - PA = nB =X P°A n A + nB

P°A= presión de vapor de disolvente puro PA=presión de vapor de la disolucion nA=numero de moles de disolvente nB=numero de moles de soluto 25,21 mmHg - PA = 2,32mol soluto =X 25,21 mmHg (2,32+55,5)mol total 25,21 - PA = X= 0,04 25,21 PA= 24,2 mmHg 2. A unos 50 °C la presión de vapor del benceno resulta ser de 269,3 mmHg. Hallar a la misma temperatura la presión de vapor de una disolución que contiene 1,26 g de naftaleno, C10H8 en 25,07 g de benceno. Según ley de Raoult

P = Xdisolucion Pv Pv = 269,3mmmHg Xdisolucion = mol benceno mol totales

mol benceno(C6H6)= 25,07 g C6H6 x mol C6H6 = 0,32 mol C6H6 78g C6H6 mol naftaleno(C10H8)= 1,26 g C10H8 x mol C10H8 = 9,84*10-3 mol C10H8 128g C10H8 Xdisolucion =0,32 mol C6H6 = 0,97 -3 ( 0,32+ 9,84*10 )mol total P = (0,97)( 269,3mmmHg) = P = 261,22mmHg

3. Al disolver 13,2 gramos de urea en 60,8 g de agua la presión de vapor a 28 °C desciende de 28,55 mm a 26,62 mm . Hallar el peso molecular de la urea. Descenso crioscopico Formula Urea(NH2CNH2)  M=?? Ley de Raoult P°A - PA = nB =X P°A n A + nB P°A= presión de vapor de disolvente puro PA=presión de vapor de la disolucion nA=numero de moles de disolvente nB=numero de moles de soluto 28,35 -26,62) mmHg = 13,2 g urea/M =X 28,35 mmHg (13,2g urea/M) + (60,8 g H2O/18g H2O)

(

0,061 =

13,2 g urea/M (13,2g urea/M) + (60,8 g H2O/18g H2O)

M= 60,15g/mol Urea 4. A 80,2 °C, punto de ebullición del benceno, la presión de vapor de una disolución formada por 3,54 g de dinitrobenceno y 42,61 g de benceno es de 731,8 mmHg. Calcular el peso molecular del dinitrobenceno.

Ley de Raoult P°A - PA = nB =X P°A n A + nB P°A= presión de vapor de disolvente puro = 760mmHg

PA=presión de vapor de la disolución= 731,8mmHg nA=numero de moles de disolvente nB=numero de moles de soluto 760-731,8) mmHg = 3,54 g dinitrobenceno/Mdinitrobenceno = X 760 mmHg (3,54g dinitrobenceno/M dinitrobenceno)+(42,61g benceno/78g benceno)

(

0,0371 = Despejando M

3,54 g dinitrobenceno/Mdinitrobenceno (3,54g dinitrobenceno/Mdinitrobenceno)+(42,61g benceno/78g benceno)

 M= 168,1g/mol Nitrobenceno

5. En las inmediaciones de 10 °C la presión de vapor del éter, C4H10O, es de 290,6 mmHg. y la de una disolución obtenida al disolver 5,01 g de ácido esteárico en 27,6 g de éter es de 277,5 mmHg. Calcular el peso molecular del ácido esteárico.

Ley de Raoult P°A - PA = nB =X P°A n A + nB P°A= presión de vapor de disolvente puro = 290,6mmHg PA=presión de vapor de la disolución= 277,5mmHg nA=numero de moles de disolvente nB=numero de moles de soluto

290,6-277,5) mmHg = 5,01 g /M = X 290,6 mmHg (5,01g /M) + (27,6 g Eter/74,124g Eter)

(

0,0451 = Despejando M

5,01 g /M AcEstearico (5,01g /M AcEstearico) + (27,6 g Eter/74,124g Eter)  M= 284,9g/mol Ac. Estearico

6. Una disolución saturada de fenol en agua tiene a 21 °C una presión de vapor de 18,31 mm, mientras que la del agua pura es de 18,65 mm. Calcular la solubilidad del fenol en agua expresada en gramos por ciento. Suponiendo que la disolución sigue la ley de Raoult. Ley de Raoult P°A - PA = nB =X P°A n A + nB P°A= presión de vapor de disolvente puro = 18,65mmHg PA=presión de vapor de la disolución= 18,31mmHg nA=numero de moles de disolvente nB=numero de moles de soluto

18,65-18,31) mmHg = a /94 g fenol = X 18,65 mmHg (a /94g fenol) + ((100-a)/18g H2O)

(

0,01823 =

a /94 g fenol (a /94g fenol) + ((100-a)/18g H2O)

Despejando a  a=8,84g/mol = 8,84% fenol

7. A 19 °C, la presión de vapor del tetracloruro de carbono, CCl 4 es de 85,51mmHg, y la de una disolución de 0,860 g de antraceno en 20,0 g de CCl4 es de 82,26 mmHg. Hallar el peso molecular del antraceno.

Ley de Raoult P°A - PA = nB =X P°A n A + nB P°A= presión de vapor de disolvente puro = 85,51mmHg PA=presión de vapor de la disolución= 82,26mmHg nA=numero de moles de disolvente nB=numero de moles de soluto

85,51-82,26) mmHg = 0,86 g /Mantraceno = X 85,51 mmHg (0,86g /M) + (20 g CCl4 /153,84g CCl4)

(

0,038 =

0,86 g /Mantraceno (0,86g /Mantraceno) + (20 g CCl4 /153,84g CCl4) 

Despejando M

M= 167,4g/mol Antraceno

8. A 85 °C la presión de vapor del dibromuro de propileno, C3H6Br2 es de 128 mm. y la del dibromuro de etileno, C2H4Br2 es de 176,6 mm. Calcular la presión de vapor de una mezcla líquida supuesta ideal de estas dos sustancias formada por dos moles de C3H6Br2 y tres moles de C2H4Br2. X C3H6Br2= 2/5 = 0,4 X C2H4Br2= 3/5 = 0,6

.

.

PVaporMezcla= Pv C3H6Br2 X C3H6Br2 + Pv C2H4Br2 X C2H4Br2

PVaporMezcla = (128mmHg

.

0,4 ) + ( 172,6 mmHg

.

0,6 )

PVaporMezcla = 154,8 mmHg 9. A 110 °C las presiones de vapor de clorobenceno, C6H5Cl, y del bromobenceno, C6H5Br, son, respectivamente, de 400 mm y 200 mm.Calcular la presión de vapor a esta temperatura de una mezcla líquida supuesta ideal formada por un 30 % de C6H5Cl y un 70 % de C6H5Br.

Pv C6H5Cl = 400mmHg Pv C6H5Br = 200mmHg X C6H5Cl =?? X C6H5Br =?? PVaporMezcla =?? Se deduce 100% 0 100g de mezcla  30 g de C6H5Cl y un 70 g de C6H5Br

30 g de C6H5Cl = 0,2665mol C6H5Cl 70 g de C6H5Br = 0,4458mol C6H5Br X C6H5Cl = 0,2665/0,7123 =0,37 X C6H5Br = 0,4458/0,7123 = 0,63

.

.

PVaporMezcla= Pv C6H5Cl X C6H5Cl + Pv C6H5Br X C6H5Br

.

PVaporMezcla = (400mmHg 0,37 ) + ( 200 mmHg PVaporMezcla = 274,3 mmHg

.

0,63 )

10. Una muestra de 1.20 gramos de un compuesto covalente desconocido se disuelve en 50.gramos de benceno. La disolución se congela a 4.92/C. Calcule la masa molar del compuesto Punto de congelaciónbenceno puro = 5.48°C y Molalidad= m = moles de soluto Kg. Disolvente Descenso crioscopico ∆Tf = 5.48°C - 4.92°C = 0.56°C

∆Tf =m

.

Kf  m = ∆Tf / Kf m= 0.56°C / (5.12°C/m) m= 0,11m

masa molar = g soluto (m)( Kg disolvente) masa molar = 1,2 g comp. covalente ( 0,11m)(0,05kg benceno) masa molar = 218,2 g compuesto

= 5.12°C/m