Soluciones Est (1).docx

QUÍMICA

Prof. María Fernanda Aued

Soluciones 1. Una solución de fluoruro de potasio (KF) contiene 40,0 g de sal disuelta en 160 g de solvente. Calcular la concentración expresada como: a. Masa de KF en gramos / 100 g de solvente b. % m/m Resolución Datos m st = 40,0 g de sal KF m sv = 160 g a. Si en 160 g sv 100 g sv

40,0 g st KF x = 25 g st KF en 100 g de sv

b. Considerando que

msc = mst + mms

La masa de solución en este caso será reemplazando en la ecuación msc = 40 g st + 160 g sv msc = 200 g sc El % m/m nos pide que relacionemos la masa de soluto por cada 100 g de solución entonces Si en 200 g sc 100 g sc

40 g st KF x = 20 g st KF

Se expresa como 20% m/m

2. La glucosa (C6H12O6) es un hidrato de carbono fundamental para el metabolismo humano. una solución de glucosa tiene una concentración de 20% m/m. Calcular: a. La masa de glucosa (expresada en gramos) disuelta en 400 g de solución. b. La masa de glucosa (expresada en gramos) disuelta en 400 g de agua. Resolución Analizamos los datos La concentración de glucosa de la solución es de 20% m/m esto indica que 20 g de st están disueltos en 100 g de solución a. Masa de glucosa (soluto) en 400 g de solución Si por cada 100 g sc 400 g sc b. La masa de glucosa en 400 g de solvente Agua Sabiendo que

msc = mst + msv msv = msc – mst

20 g de st glucosa x = 80 g de st glucosa

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reemplazando en la ecuación

msv = 100 g sc – 20 g st msv = 80 g sv (agua)

Entonces si en

80 g sv 400 g sv

20 g st glucosa x = 100 g st glucosa

3. S tiene una solución de NaCl (sal de cocina) 6,00 % m/m. Calcular la masa de soluto y la masa de solvente que hay en 200 mg de solución. Resolución Analizando los datos la concentración de NaCl (st) es de 6,00 % m/m lo que implica que 6 g de st están disueltos en 100 g de solución Averiguamos la masa de soluto y la masa de solvente presentes en 200 mg de sc para ello necesitamos ordenar las unidades: 200 mg lo pasamos a g 200 mg s igual a 0,200 g Si en

100 g sc 0,200 g sc

6,00 g st NaCl sal x = 0,012 g st NaCl sal

Si la masa de st es 0,012 g y la masa de solución es 0,200 g la masa de solvente la podemos calcular a partir de msc = mst + msv msv = msc – mst msv = 0,200 g sv – 0,012 g st msv = 0,188 g sv

4. Calcular la masa de Na2SO4 (sulfato de sodio) necesaria para preparar 250 ml de solución 2,00 M Resolución

Análisis de datos

soluto Na2SO4

Volumen de solución a preparar 250 ml = 250 cm3 Concentración final 2,00 M esto es 2 mol en 1000 cm3 de solución Como necesito preparar 250 cm3 de solución debo saber cuánto voy a necesitar pesar de soluto para lograr la concentración en el volumen de 250 cm3. El dato de concentración lo puedo utilizar para calcular la masa conociendo el soluto, en este caso el Na 2SO4 y calculando previamente la masa molar.

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M Na2SO4 = (A Na x 2 + A S + A O x 4) M Na2SO4 = (23 g x 2 + 32 g + 26 g x 4) M Na2SO4 = 142 g / mol Para preparar 250 cm3 necesito Si en

1000 cm3

2,00 mol de st Na2SO4

250 cm3 Entonces si

x = 0,5 mol de st Na2SO4

1 mol de Na2SO4

142 g

0,5 mol de Na2SO4

x = 71 g

Debo pesar 71 g de Na2SO4 para preparar 250 cm3 de solución 2,00 M de Na2SO4

5. Calcular el número de mol de soluto que hay en una solución 0,300 m (molal), s la masa de solvente es de 250 g. Resolución Datos 0,300 m nos indica que tiene 0,300 mol en 1000 g de solvente Si en

1000 g de sv 250 g de sv

0,300 mol st x = 0,075 mol st

6. Se tiene una solución H3PO4 10,0 % m/m . ¿Cuál es la molalidad de la solución?

Resolución Datos 10,0 % m/m esto indica que hay 10,0 g de st en 100 g de solución Sabiendo que

msc = mst + msv msv = msc – mst msv = 100 g sc – 10 g st msv = 90 g sv

Calculamos la masa molar del H3PO4 M H3PO4 = ( A H x 3 + A P + A O x 4 ) M H3PO4 = ( 1 g x 3 + 31 g + 16 g x 4 ) M H3PO4 = 98 g / mol Si

98 g H3PO4

1 mol

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Prof. María Fernanda Aued 10 g H3PO4

Entonces en

x = 0,10 mol de H3PO4 st

90 g de sv

0,10 mol H3PO4

1000 g de sv

x = 1,11 mol H3PO4 1,11 m

7. Se desea preparar 1,5 kg de solución de un dado soluto cuya concentración sea 25,0 % m/V y δ = 1,20 g/cm3 Calcular las masas necesarias de soluto y de solvente. Resolución Análisis de datos

msc = 1,5 kg = 1500 g 25% m/V = 25 g st en 100 cm3 de solución δ = 1,20 g/cm3

m st = X m sv = X Si la δ = 1,20 g/cm3

Despejando

δsc = Vsc =

m sc V sc

𝐦 𝐬𝐜 𝛅 𝐬𝐜 Vsc

=

1500 g 1,20 g/cm3

Vsc = 1250 cm3

100 cm3 1250 cm3

25,0 g st x = 312,5 g st

msc = mst + msv msv = msc – mst msv = 1500 g sc – 312,5 g st msv = 1187,5 g sv

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8. Una masa de solución de cierta sal orgánica contiene 32,0 g de st disueltos en 240 ml de solución, cuya densidad es de 1,06 g/cm3. Indicar la concentración de la solución expresada como: a. % m/V b. % m/m Resolución Datos m st = 32,0 g V sc = 240 ml = 240 cm3 δ = 1,06 g/cm3 a. % m/V g de st / 100 cm3 de solución Si en

240 cm3 de sc 100 cm3 de sc

32,0 g st x = 13,33 g st 13,33 % m/V

b. % m/m = g de st /100 g sc Si la solución tiene una densidad de

δsc =

𝟏, 𝟎𝟔 𝒈⁄ 𝒄𝒎𝟑 δsc =

m sc V sc

msc = δsc x Vsc msc =

Si en

1,06 g⁄ 3 cm3 x 240 cm 𝐦𝐬𝐜 = 𝟐𝟓𝟒, 𝟒 𝐠

254,4 g sc

32,0 g st

100 g sc

x = 12,58 g st 12,58 % m/m

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9. Se prepararon 900 cm3 de una solución den NaCl 8,00 % m/m y δ = 1,05 g/cm3 Calcular la masa de soluto utilizada

Resolución Datos Vsc = 900 cm3

8,00 % m/m

δ = 1,05 g/cm3

mst = x Si la δ = 1,05 g/cm3 Calculamos la masa de la solución conociendo el volumen de la solución

δsc =

m sc V sc

msc = δsc x Vsc msc =

1,05 g⁄ 3 cm3 x 900 cm

𝐦𝐬𝐜 = 𝟗𝟒𝟓 𝐠 𝐬𝐜

Si la concentración es 8,00 % m/m en 100 g sc hay 8,00 g st 100 g sc

8,00 g st

945 g sc

x = 75,6 g st

Se utilizaron 75,6 g de soluto para preparar dicha solución.

10. Se disuelven 10,0 g de HCl en 22,5 g de agua. La densidad de la solución obtenida es de 1,20 g/cm3. Calcular la concentración de la solución expresada como: a. % m/m b. Molaridad (M) c. Molalidad (m) Resolución Datos

mst = 10,0 g st

mms = 22,5 g

δ = 1,20 g/cm3

a. % m/m msc = mst + msv msc = 10 g st + 22,5 g sv msc = 32,5 g sc

QUÍMICA Si

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32,5 g sc

10,0 g st

100 g sc

x = 30,77 g st 30,77 % m/m

b. Calculamos la masa molar del HCl M HCl = A H + A Cl M HCl = 1 g + 35,5 g M HCl = 36,5 g / mol Si 36,5 g

1 mol de HCl

10,0 g

x = 0,274 g de HCl

Si la masa es 32,5 g y el volumen no lo conocemos recurrimos a la densidad de la solución

δsc = Vsc =

Vsc =

m sc V sc

𝐦 𝐬𝐜 𝛅 𝐬𝐜 32,5 g

1,20 g/cm3

Vsc = 27,08 cm3 Entonces si 27,08 cm3 sc 1000 cm3 sc

0,274 mol de HCl x = 10,11 mol de HCl 10,11 M

c. Si en

22,5 g sv

0,274 mol de HCl

1000 g sv

X = 12,18 mol de HCl 12,18 m