Algunos ejercicios resueltos de FISICOQUIMICA - I (curso , Grupo C) Hoja nº 2 (Modulo 1, Disoluciones: temas 4 a 7) 1000g. 360g 917.

Transcripción

1 Hoja nº 2 1 Algunos ejercicios resueltos de FISICOQUIMICA - I (curso , Grupo C) Hoja nº 2 (Modulo 1, Disoluciones: temas 4 a 7) 2) Una disolución de glicerol (C 3 H 8 O 3 ) en agua al 36 % (w/w) tiene una densidad de 1.09 g/m. Expresar su concentración en todas las formas posibles. (pag.59-60,tem4) (Solución: 39.2% (w/v), x glicerol 0.099, alidad6.11 / y aridad4.26 /) P.M. glicerol 12&3+1&8+16& g w/w g glicerol g glicerol +g agua 36 % > 360g g 360 g glicerol 640 g agua b) w/v g glicerol m disol 360g g 1.09 g m 360g m > 39.2 % c) X glicerol es glicerol es totales 360g 92 g/ j 0.1 d) m es soluto disolvente 360g/ 92g/ e) M es soluto disolucion 360g/ 92g/ (densidad: 1.09 g/m > m/g > /)

2 2 Hoja nº 2 3) El etanol y el metanol forman disoluciones de comportamiento practicamente ideal. A 20.0ºC, la presión de vapor del etanol puro vale 44.5 mmhg y la del metanol puro 88.7 mmhg. Calcular el porcentaje en peso de metanol en la fase vapor correspondiente a una disolución formada con 50 g de etanol y 50 g de metanol. t P* etanol : 44.5 mmhg % w/w metanol? P* metanol : 88.7 mmhg 50g/46g/ P.m etanol : 46.0 g/ Xetanol: P.m. metanol : 32.0 g/ 50/ /32 Xmetanol: 1 - x etanol : & p etanol p etanol.xetanol 44.5mmHg mmHg & p metanol p metanol.xmetanol 88.7mmHg mmHg P total : 70.5 mmhg ey de Dalton: p metanol y metanol $ P total > y metanol p meanol p total y metanol 0.74 Resolución de la ecuación: ng 32.0 g/ ng (100 n)g 32.0g/ g/ > n metanol 66.5 > 66.5% (w/w) metanol 33.5% (w/w) etanol FIN 0.74 ( n met n 46 ) n metanol 32 (0.74*n met /32) + (0.74*(100 - n)/46) n met / *32n met *32 (100-n) n met $ $ 0.74 n met n met n met 51.5 n met ( ) n met n met 51.5/ % en metanol $

3 Hoja nº 2 3 5) Un excipiente utilizado en farmacia es el azucar D-manitol (P.M g/). Con el fin de estudiar sus caracteristicas fisicoquímicas se preparó una disolución de g de manitol en g de agua, midiéndose una presión de vapor para esta disolución de mmhg a 20.0 ºC. Suponiendo comportamiento ideal calcúlese la presión osmótica de la disolución a 20.0 ºC. b) Suponiendo comportamiento no ideal calcúlese a 20.0 ºC: b1) a actividad y el coeficiente de actividad del agua en la disolución. b2) a presión osmótica de la disolución. Dato : a presión de vapor del agua pura a 20.0 ºC es mmhg. p.m. D-manitol : g/ g + g agua π ideal a 20.0 ºC P agua disol : mmhg b) a 1 y γ i P* agua pura : mmhg π real Ideal > π c.r.t ; c j m g g/ m (disolución acuosa diluid & atm. K.& ( )K 11.0atm b) No ideal: Real > a 1 p 1 p& mmHg 17.54mmHg i a i X i X i i Ahora, real RT atm./K.& K V& 1. lna /. ln atm (como se ve muy diferente de la calculada en comp. Ideal (( )/20.2) $ % )

4 4 Hoja nº 2 6) Se prepara una disolución añadiendo 3.00 g de un fármaco a g de tetracloruro de carbono (el farmaco no es volátil ni se disocia en el disolvente), determinándose experimentalmente un ascenso ebulloscópico de 0.60 grados. Suponiendo comportamiento ideal, calcúlese : a-1) El peso ecular del fármaco. a-2) a presión osmótica de la disolución a 25.0 ºC. b) Considerando comportamiento no ideal, calcúlese: b-1) a actividad del tetracloruro de carbono en la disolución. b-2) a presión osmótica de la disolución a 25.0 ºC. DATOS: Para el tetracloruro de carbono K eb 5.03 K -1, densidad 1.59 g.cm -3, temperatura de ebullición ºC, H vap 8.27 kcal -1 y volumen ar Resolución: $ 3 g farmaco y 100 g de CCl 4 (P.M.: g/) P.M.? Te : 0.60 grados π?(ideal) T*e 76.7 ºC > K a i?(no ideal) Te 76.7 ºC+0.60 ºC 77.3 ºC > K π? (no ideal) Te K Ke (CC4) 5.03 K.. -1 ; ρ : 1.59 g.cm -3 ; Hº vap 8.27 Kcal/ Ideal Te K e.m > m Te 0.60K Ke 5.03K Ahora, m 3.00g M farmaco > M farmaco : g b) π c 2. R.T ; pero m no es c, para el CCl 4 (considerar densidad) No Ideal c 3.00g 252 g c 2.R.T 0.19 & atm. K. lna 1 H o vap R ( 1 T & 1 T ) cal cal K. (Tb.: / * 1.59 / /) ( & ( )K 4.65atm π 4.65 atm K K ) lna > a 1 anti ln( ) b) lna 1.V 1 & K. &298K R.T > lna 1.RT V& 1 ln(0.98)&0.0821atm. 5.15atm π 5.15 atm 1.59

5 Hoja nº 2 5 7) Una disolución de 2.52 g de fármaco (no volátil ni disociable) en 100 g de agua congela a ºC. Suponiendo comportamiento Ideal, calcúlese: a-1) El peso ecular del fármaco. a-2) a presión osmótica de la disolución a 25.0 ºC. b) Considerando comportamiento no ideal, calcúlese: b-1) a actividad del agua en la disolución. b-2) a presión osmótica de la disolución a 25.0 ºC. c)sabiendo que el plasma sanguíneo presenta un punto de congelación de ºC, Qué cantidades de fármaco y glucosa se necesitarán para preparar 100 m de un suero isoosmótico con el plasma si la concentración de fármaco ha de ser del 1% (w/v)?. (pag.79-86,tem5) Para el agua Kc 1.86 K -1 y H fusion J -1. El peso ecular de la glucosa es de g -1. Resolver: 2.52 g farmaco en 100 g agua P.M? ; π?(ideal) Tc ºC Tc (agu 0.00 ºC Tc : 0.41 ºC 0.41K Tc plasma ºC b) a 1? y π? (no ideal) g? farmaco y glucosa para 100 m de suero Ideal Tc Kc.m >m Tc m g 2 M 2 g 1 Kc > M 2 1 m& g 2 g 1 b) π c 2.R.T ; suponiendo c m No Ideal b) c) 0.41K 1.86K & 2.52g 100g g h & atm. K. & K 5.38atm lna 1 H o fus R ( 1 T & 1 T) jul jul K. lna 1.V 1 & R > R.T. lna 1 ( K g K ) ln a > anti ln ( ) > a V& atm. K. &298.15K& ln m plasma Tc Tc Kc. m plasma > Kc Ahora, Tc plasma Tc farmaco + Tc glucosa ; > Kc.m efectiva plasma Kc.i.m farmaco + Kc.i.m glucosa ; > 0.30 (i)1. 1g 115 g (i)1. En resumen (no ionizable) 1g farmaco (1%,w/v) g glucosa en 100 m suero K 1.86K atm 0.30 x 180 g >x0.213&0.1&180 x 0.213&0.1& g glu cosa

6 6 Hoja nº 2 10) Sabiendo que el plasma sanguíneo congela a la temperatura de ºC y que una disolución acuosa de un farmaco disociable de formula H 2A al 1% (w/v) congela a ºC, calcúlese : a alidad del plasma, considerándolo como una disolución acuosa ideal. b) El factor "i" de van t Hoff del fármaco en la disolución al 1%. c) as cantidades de fármaco y de glucosa que se necesitan para preparar 100 m de un suero isoosmótico con el plasma si la concentración del fármaco en el suero ha de ser del 0.2 % (w/v) y la glucosa se utiliza para ajustar la tonicidad. (pag.79-86,tem5) Datos : a constante crioscópica del agua vale 1.86 K -1. os pesos eculares del fármaco y la glucosa son 101 y 180 g/, respectívamente. Considérese que el factor "i" de van t-hoff no varía grandemente en el margen de concentraciones empleadas. Tc plasma ºC Tc disolución ºC (1%) Kc 1.86 k.. -1 P.m. farmaco 101 g/ (0.2%) P.m. glucosa g/ Tc T*c - Tc K m plasma (ideal) b) i del farmaco c) g? farmaco y g? glucosa en 100 m suero Tc Kc.m >m Tc Kc K 1.86K b) Ahora para el farmaco: Tc i. Kc. m > Por otro lado m 1g 101 g i Tc Kc.m entonces : i Tc Kc.m 0.561K 1.86K.. 1 & :i farmaco C) Tc plasma Tc farmaco + Tc glucosa ; Kc.m efectiva plasma Kc. i. m farmaco + Kc. i. m glucosa ; > xg 0.2g & 101g g & > x ( )&180& g glu cosa > x g glucosa En resumen, 0.2 g farmaco g glucosa para m de suero. FIN

7 Hoja nº ) Se desea preparar 0.1 de colirio de nitrato de pilocarpina al 1% (w/v) y clorhidrato de tetraciclina al 0.1% (w/v), ajustando la tonicidad con NaCl para que se corresponda con la de la lágrima, que tiene un punto de congelación de ºC. Qué cantidad de NaCl hace falta? M / g. -1 Factor i de van't Hoff Nitrato de pilocarpina Clorhidrato de tetraciclina Cloruro sódico Recuerde que: Kc(H 2O): 1.86 K -1 y que el P.M. del NaCl es 58.5 g/. Resolver: 0.1 colirio 1% > 1g/100m (nitrato piloc.) g de NaCl? 0.1% > 0.1g/100m (clorh. tetrac.) Tc ºC Kc 1.86 K.. -1 Tc lagrima Tc pilocarpina + Tc tetraciclina + Tc NaCl ; Tc lagrima Kc. i. m Kc.m lagrima Kc.i.m pilocarpina + Kc.i.m tetraciclina + Kc.i.m NaCl ; > m pilocarpina (1%) 1g g m tetraciclina (0.1%) 0.1g 481 g Tc pilocarpina Kc. i. m 1.86 K./ * 1.98 * / K Tc tetraciclina Kc. i. m 1.86 K./ * 2.15 * / K Tc Total farmacos K Tc lagrima Tc Total farmacos + Tc NaCl 0.52K Tc NaCl 0.52 K K K entonces, Tc NaCl 0.376K Kc. i. m 1.86K..*1.9*m > m / m NaCl xg 58.5 g 0.1 > x 0.62g NaCl Otra forma: m efectiva Tc lagrima Kc. m efectiva 0.52K 1.86K.. 1 i 1.m pilocar `na +i 2.m tetraciclina +i 3.m NaCl 0.28 m efectiva * * *m NaCl > m NaCl m NaCl xg 58.5 g 0.1 > x 0.62g NaCl