CONCEPTO DE DISOLUCIÓN - CÁLCULO CONCENTRACIONES

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1 CONCEPTO DE DISOLUCIÓN - CÁLCULO CONCENTRACIONES 1) Cuál es la molalidad y la fracción molar de la sacarosa (C12H22O11) en una disolución preparada disolviendo 17,1 g de sacarosa en 89,4 g de agua. (SOL: 16,06 %, 0,56 m; X s = 0,01) 2) Se disuelven 20 g de ácido sulfúrico puro en 0,1 litros de agua y la disolución alcanza un volumen de 0,111 litros. Calcular la concentración de esta disolución en tanto por ciento en peso, molaridad, molalidad, fracción molar, gramos/litro y ppm. 3) Se prepara una disolución disolviendo 88,75 gramos de tricloruro de hierro en 228,23 gramos de agua, obteniéndose 0,25 L de disolución. Expresar la concentración de la disolución resultante en molaridad, molalidad, fracción molar, ppm, gramos/litro y porcentaje en peso. CANTIDADES SOLUTO, DISOLVENTE Y DISOLUCIÓN 4) Calcula los gramos de ácido fosfórico necesarios para preparar 500 ml de disolución 0,15 M. 5) Deseas preparar 200 g de una disolución acuosa de cloruro de berilio con una concentración del 1,5% en masa. Qué cantidades de soluto y de disolvente deberás mezclar? 6) Tenemos 2 l de una disolución de ácido clorhídrico al 35% en peso y densidad 1,18 g/ml. Qué cantidad de soluto (ácido) y de disolvente (agua) hay? 7) En 250 g de disolución 0,1 molal de fosfato trisódico, qué cantidad de soluto hay? Qué cantidad de disolvente? 8) En 500 g de disolución de sulfato magnésico de fracción molar 0,25, qué cantidad de soluto hay disuelto? En qué cantidad de disolvente? 9) Cuántos gramos de bromuro de potasio y de agua son necesarios para preparar 2 Kg de disolución de concentración 100 ppm? (SOL: 240 g KBr, g H 2O) INCLUYENDO LA DENSIDAD DE LA DISOLUCIÓN 10) En 78,5 g de agua se disuelven 5,6 g de ácido clorhídrico. Determina el porcentaje en peso de soluto, concentración en g/l, molaridad y fracción molar si la densidad de la disolución resultante es de 1,07 g/cm³. 11) Se disuelven 180 g de hidróxido sódico en 400 g de agua. Calcular la concentración de la disolución en % en peso, g/l, molalidad y molaridad. (Densidad de la disolución a 20 ºC = 1,34 g/cm3) 12) Se disuelven 10 g de carbonato de calcio hasta obtener 750 cm³ de disolución cuya densidad es 1,11 g/ml. Averigua la concentración de la disolución en g/l, molaridad, % en peso de soluto, fracción molar y molalidad. (SOL: 1,20 %; 13,3 g/l; 0,13 M; 0,12 m; X s = 0,0022) 13) Se disuelven 25 g de cloruro de amonio en 125 g de agua y se obtiene una disolución cuya densidad es 1,05 g/cm³. Expresa su concentración en todas las formas conocidas. 14) Calcula la cantidad de hidróxido de sodio y de agua necesaria para preparar 5 l de una disolución al 20% cuya densidad es 1,21 g/cm³. Cuál será su molaridad, molalidad, ppm y fracción molar? (SOL: 1210 gnaoh y 4840 g H 2O; 6,05M; 6,25 m; X s = 0,101) 15) Calcula la cantidad de ácido clorhídrico contenida en medio litro de disolución al 35% y densidad 1,18 g/cm³? Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 1/15

2 CAMBIO DE LA CONCENTRACIÓN 16) Una disolución de ácido sulfúrico al 10% en peso tiene una densidad de 1,13 g/ml. Calcula su molaridad y fracción molar. 17) Una disolución acuosa de ácido fosfórico contiene a 20 ºC, 300 g/l de dicho ácido. Su densidad a dicha temperatura es 1,153 g/cm 3. Se desea conocer su concentración en tanto por ciento en peso; su molaridad, su normalidad y su molalidad. 18) El ácido nítrico comercial concentrado suele ser 15,5 M. Si su densidad es 1,409 g/ml, expresa su concentración en todas las formas que conozcas. 19) Una disolución de ácido clorhídrico concentrado de densidad d=1,19 g/ml contiene un 37 % de HCl. Calcular su fracción molar y su molaridad. 20) La concentración de una disolución acuosa de azúcar (sacarosa: C12H22O11) es 1,62 molal. Calcula los porcentajes en peso de soluto y disolvente, así como la fracción molar de esta disolución. 21) La fracción molar de una disolución acuosa de cloruro de plomo (IV) es 0,58. Calcula los porcentajes en peso de soluto y disolvente, así como la molalidad de esta disolución. DILUCIÓN Y CONCENTRACIÓN DE DISOLUCIONES 22) Cuál será la molaridad de una disolución preparada diluyendo 10 ml de ácido perclórico del 60 % en peso y densidad 1,54 g/ml en agua hasta tener un volumen de 100 ml de disolución? 23) Cuánto hay que diluir una disolución de ácido sulfúrico del 92 % en peso y densidad 1,824 g/ml para hacerla 2 M? 24) Determina la cantidad de agua que será necesario evaporar de 1200 g de disolución al 20% para concentrarla hasta el 60%. 25) Cuántos gramos de agua hay que evaporar de 100 g de disolución de perclorato de sodio al 36% para que su fracción molar sea 0,1? 26) Tenemos 200 ml de una disolución acuosa al 35% de cloruro de hidrógeno de densidad 1,181 g/cm³, que se diluyen hasta un volumen final de un litro. Sabiendo que la densidad es ahora 1,045 g/cm³, expresa la concentración de la nueva disolución en todas las formas conocidas. 27) Qué cantidad de agua hay que evaporar de una tonelada de ácido sulfúrico de densidad 1,26 g/ml y del 35% para obtener un ácido de densidad 1,49 g/ml y 59,2% en peso. Calcula además la molaridad, molalidad, fracción molar, ppm y g/l de las dos disoluciones. 28) Se tienen 150 ml de disolución de cloruro estannoso 0,1 molar y se diluyen al doble, cuál es la molaridad de la nueva disolución? 29) Disponemos de 6,08 g de una disolución de sodio en amoníaco líquido, donde la fracción molar del metal es 0,0862. Cuántos gramos de amoníaco deberán evaporarse para que la fracción molar del sodio ascienda a 0,1530? PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES A PARTIR DE OTRAS Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 2/15

3 30) Cuántos gramos de ácido clorhídrico comercial de riqueza 35% en masa son necesarios para preparar 500 g de disolución de concentración 10%. Cuántos gramos de agua son necesarios añadir al soluto? 31) El ácido sulfúrico comercial que se encuentra en los laboratorios es 36 N. Si deseamos preparar 300 ml de dicho ácido 1 M, qué volumen del comercial deberemos tomar para diluir con agua? 32) Un ácido clorhídrico concentrado contiene 35,20% en peso de ácido, y su densidad es 1,175 g/ml. Calcular el volumen de este ácido que se necesita para preparar 3 l de ácido 2 M. (SOL: 529,5 ml) 33) Se dispone de un ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,824 g/cm³ y concentración 92% en peso de ácido. Calcula el volumen de esta disolución necesario para preparar 500 ml de ácido sulfúrico 0,5 M. Cuánto hay que diluir el ácido concentrado para obtener un ácido 2 M. (SOL: 14,6 ml ácido concentrado) 34) Explica cómo se prepararían 250 ml de disolución 0,2 M de hidróxido de potasio si se dispone de un hidróxido de potasio comercial de riqueza 85% en peso. 35) Qué volumen de disolución de hidróxido de amonio comercial de riqueza 26% en peso en amoníaco y densidad 0,904 g/ml será necesario para preparar 400 g de disolución de la misma sustancia de riqueza 12% en peso? (SOL: 204,2 ml) 36) Cómo se prepararían 500 cm 3 de disolución 0,1 M de ácido fosfórico a partir de una disolución 3 M del mismo ácido? 37) Se necesitan preparar 250 ml de disolución de hidróxido potásico al 12% en peso y densidad 1,11 g/ml. Qué volumen de disolución de la misma sustancia del 33 % en peso y densidad 1,32 g/ml debería diluirse en agua para obtenerlos. 38) Explica cómo prepararías 200 g de una disolución de ácido fiuorhídrico al 10 % partiendo de un ácido fluorhídrico comercial de riqueza 45%. 39) Cómo prepararías 500 ml de disolución de permanganato de potasio 0,01 M si dispones de una disolución de la misma sustancia cuya concentración es 0,2 N? 40) Se desea preparar 1 kg de disolución 3,91 m de ácido acético, cuántos gramos de disolución 8.45 M (d = 1,056 g/cm 3 ) de la misma sustancia y de agua se necesitarán? Si la disolución preparada tiene una densidad de 1,025 g/cm 3, calcula su molaridad, fracción molar y % en peso. (SOL: 395,8 g) 41) Un ácido nítrico comercial contiene un 68,1% en peso de ácido y tien una densidad de 1,42 g/cm³. Expresa la concentración de esta disolución en todas las formas que conozcas. Qué volumen de esta disolución será necesario para preparar 300 ml de ácido nítrico 2,5 M? (SOL: 15,35 M; 33,88 m; 0,38; 48,86 ml HNO 3 68,1%) 42) Se necesitan preparar 250 ml de disolución de hidróxido de potasio al 12% en peso y densidad 1,11 g/ml, qué volumen de una disolución de la misma sustancia al 33% en peso y densidad 1,32 g/ml gastaremos? MEZCLAS DE DISOLUCIONES 43) Se mezclan 25 ml de disolución de ácido sulfúrico del 20 % en peso y densidad 1,14 g/ml con 75 ml de una disolución del mismo ácido del 62 % en peso y densidad 1,42 g/ml. Qué normalidad tiene la disolución resultante? (SOL: 7,32 M; 11,56 m; 53,1 %; 0,17) Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 3/15

4 44) Calcula la concentración expresada en % en peso que tiene una disolución preparada mezclando 100 g disolución de hidróxido de sodio al 11% en peso y densidad 1,12 g/ml con 100 ml de disolución de la misma sustancia al 20% en peso y densidad 1,22 g/ml. (SOL: 15,9%) 45) Mezclamos 3,65 l de disolución 0,105 M de NaCl con 5,24 l de disolución 0,162 M de la misma sustancia. Suponiendo los volúmenes aditivos, Cuál será la concentración molar de la nueva disolución? (SOL: 0,139 M) 46) Qué cantidad de ácido sulfúrico del 96 % debe añadirse a 1 kg de ácido del 60 % para obtener un ácido del 90 %? (SOL: 5 Kg (D) al 96%) 47) Calcula las cantidades de ácido nítrico al 60% y al 20% que han de mezclarse para obtener 900 g de ácido nítrico al 35%. Calcula además la fracción molar de ácido nítrico en esta última disolución. (SOL: 337,5 g al 60% y 562,5 g al 20%; 0,13) 48) A 1 litro de disolución de ácido fosfórico al 85% en peso y densidad 1,71g/mL, se le añaden 500 g de otra disolución 16 M de ácido fosfórico cuya densidad es 1,75 g/ml, y posteriormente 1 Kg de agua. Calcula la fracción molar de la disolución resultante. (SOL: 0,21) 49) Se mezclan 100 ml de disolución 1 M de disolución de fosfato monoácido de potasio con 200 ml de disolución 0,5 M de fosfato dipotásico y con 300 ml de disolución que contiene 5 g de hidrógeno fosfato potásico por litro y al conjunto se le añaden 400 ml de agua. Cuál es la molaridad de la disolución resultante? (SOL: 0,21 M) 50) Se mezclan 100 ml de disolución 1 M de fosfato monoácido de potasio con 200 ml de disolución 1 M de hidrógeno fosfato potásico y al conjunto se le añaden 400 ml de agua, qué molaridad tiene la disolución resultante? (SOL: 15,81 L) 51) Se tiene un bidón que contiene 48 litros de un ácido fosfórico de riqueza 69% en peso y densidad 1.69 g/cm 3, cuántos litros de ácido fosfórico comercial de riqueza 85% en peso y densidad 1.71 g/cm 3 es preciso añadir para que la concentración de la mezcla resultante aumente hasta el 73% en peso? (SOL: ) 52) El whisky que se servía en el "Ricks Café Amèricain" de la película "Casablanca" contenía un 43% en volumen de alcohol etílico. Calcula la concentración molar de alcohol etílico en dicho whisky. Si Carl, el camarero, a 40 cm 3 de este whisky le añadía tres cubitos de hielo, es decir, 100 g de agua, cuáles eran la molalidad, % en peso y fracción molar de alcohol etílico de esta nueva "disolución"? Nota: considera el whisky como una disolución formada sólo por alcohol etílico y agua. Dato: densidad del alcohol etílico absoluto = 0.79 g/cm 3. RECOPILACIÓN FINAL 53) De una disolución 5 M de cloruro de potasio se toman 200 cm³ y se diluyen al doble (o sea, se añaden 200 cm 3 de agua). De la disolución resultante se hacen dos partes iguales y se diluyen: la primera al doble y la segunda al triple. Se vuelven a unir las dos partes y al conjunto se añaden 100 cm 3 de disolución 2 M de cloruro de potasio. Qué molaridad tiene la disolución final? 54) De 1 litro de disolución de ácido fosfórico al 85% en peso y densidad 1,71g/mL se hacen dos partes iguales: A la primera se le añaden 500 g de otra disolución 16 M de ácido fosfórico cuya densidad es 1,75 g/ml, y posteriormente agua hasta tener 1 litro de disolución. A la segunda porción se la diluye al doble. Se vuelven a unir ambas disoluciones, qué molaridad tiene la disolución obtenida? Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 4/15

5 (SOL: 9,7 M) LEY DE DALTON DE LAS PRESIONES PARCIALES 55) Un matraz de 10,0 L contiene 1,031 g de O2 y 0,572 g CO2 a 10 C, cuál es la presión total de la mezcla? 56) En un recipiente de 25 L se encierran (a 25 ºC) 15 g de dióxido de carbono y 20 g de monóxido de carbono. Cuál será la presión total ejercida? Cuál será la presión parcial que ejerza cada uno de los gases? (SOL: 0,33 atm, 0,70 atm, 1,03 atm) 57) Determina la fracción molar de cada componente, la presión parcial de cada componente y la presión total para una mezcla de 3,58 g H2 y 6,51 g N2 en un envase de 10,0 L a 90 C. (SOL: 0,89 y 0,21; 5,33 atm y 0,68 atm; 6,02 atm) 58) Cuál es la presión total (en atm) de una mezcla de 9 g de N2 y 9 g de He en un recipiente de volumen igual a 30 litros y a una temperatura de 30ºC? 59) Un volumen de 125 cm³ de un gas A medido a 0,60 atm y 150 cm³ de un gas B medido a 0,80 atm se introducen en un recipiente cuya capacidad es de 500 cm³. Cuál es la presión total de la mezcla en el recipiente, a la misma temperatura? (SOL: 0,39 atm) 60) Calcule la presión total que tienen 3 g de C3H8 y 5 g de C4H10 contenidos en un recipiente de 7 litros a 25 ºC. Considere que los gases se comportan como ideales. 61) Calcule las presiones parciales de O2, N2 y CO2 en una mezcla cuya presión total es de 2 atm. En la misma hay 8 g de oxígeno, 15 g de nitrógeno y 1 g de dióxido de carbono dentro de un recipiente de 3 litros. (SOL: 0,62 atm; 1,34 atm; 0,057 atm) 62) Un recipiente de 5,0 L contiene 10 g de SO3 y 1,00 g de He a 20ºC. Calcule la presión parcial de cada gas y la presión total de la mezcla. (SOL: P 1 = 0,601 atm, P 2 = 1,202 atm) 63) Cuál será la presión de una mezcla gaseosa cuando 0,5 L de H2 a 0,8 bar y 2,0 L de O2 a 0,7 bar son introducidos en un recipiente de 1,0 L a 27ºC. (SOL: P Total = 1.8 bar) 64) Una muestra de nitrógeno gaseoso se burbujea a través de agua líquida a 25 C y se recolecta un volumen de 750 cc. La presión total del gas, saturado con vapor de agua, es 740 mm de Hg a 25 C y la presión de vapor del agua a dicha temperatura es de 24 mm de Hg. Cuántos moles de nitrógeno hay en la mezcla? 65) Un matraz A de 500 ml de capacidad contiene inicialmente N2 a 0,7 atm y 25 C; un matraz B de 800 ml de capacidad contiene inicialmente O2 a 0,5 atm y 0 C. Los dos matraces se conectan de tal forma que hay paso libre de gases entre ellos. El ensamblaje se lleva a la temperatura de 20 C. Calcule la presión final de la mezcla. 66) 1 g de hidrogeno y 1 g de oxigeno molecular se introducen en un envase de 2 litros a 27 C. Determine la presión parcial de cada gas, la presión total y la fracción molar de cada gas en la mezcla. 67) El halotano (2-Bromo-2-cloro-1,1,1-trifluoroetano) es un gas que se utiliza como anestésico inhalable. Se mezclan 0,08 moles de halotano con 24 g de oxígeno y la presión de la solución resultante es de 900 mmhg. Cuál será la presión parcial que ejerce cada uno de los gases en dicha mezcla? 68) Una mezcla de gases utilizada en el laboratorio contiene 93,5 % de nitrógeno y 6,5 % de oxígeno y ejerce una presión de 1,5 atmósferas. Calcule la presión parcial ejercida por cada gas en la mezcla. Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 5/15

6 69) El aire exhalado por el ser humano tiene la siguiente composición expresada como presiones parciales: oxígeno: 0,15 atm dióxido de carbono: 0,04 atm vapor de agua: 0,06 atm nitrógeno: 0,75 atm Calcule la fracción molar de cada gas en la mezcla. 70) La presión parcial del oxígeno en el aire a temperatura constante es de 156 mmhg cuando la presión atmosférica es de 740 mmhg. Calcular la fracción molar del oxígeno en el aire. 71) Una mezcla de 1,23 g de N2O (g) y 0,77 g de N2 (g) ejerce una presión de 0,50 atm. Cuál es la presión parcial de cada gas? SOLUBILIDAD DE UNA DISOLUCIÓN 72) Sabiendo que la solubilidad del sulfato de cobre (II) en agua es de 21 g/100 cm 3 H2O, qué cantidad máxima de soluto se podrá disolver en 200 g de agua a 20ºC? (SOL: 42 g CuSO 4) 73) La solubilidad del azúcar en agua a 20ºC es de 200 g/100 cm 3 H2O, y a 100ºC sube hasta 490 g/100 cm 3 H2O. Si añadimos azúcar en exceso a una taza con 24 cm 3 de agua hirviendo: Qué cantidad de azúcar se disuelve? Qué ocurre cuando el agua azucarada se enfría hasta los 20ºC? (SOL: 117,6 g C 12H 22O 11, precipitan 69,6 g de sacarosa) 74) La solubilidad del nitrato de potasio a 45ºC es 60 g en 100 g de agua, y a 20ºC es de 30 g/100 g de agua. qué masa de nitrato de potasio podremos disolver en 250 g de agua, a 45ºC? qué masa de agua necesitaremos para disolver 40 g de nitrato de potasio, a 20ºC? (SOL: 150 g de KNO 3, 133 g de H 2O) 75) A partir de la curva de solubilidad del nitrato de sodio (NaNO3), calcula aproximadamente la masa de esta sustancia, expresada en gramos, que podríamos disolver en 1,2 Kg de agua a 10ºC. (SOL: 960 g de NaNO 3) 76) A partir de la curva de solubilidad del cloruro de potasio (KCl), calcula aproximadamente la masa de esta sustancia, expresada en gramos, que podríamos disolver en 2,3 Kg de agua a 20ºC, 50ºC y 80ºC. (SOL: 690 g, 920 g y 1150 g de KCl) 77) A partir de la curva de solubilidad del bromuro de potasio (KBr), calcula aproximadamente la masa de esta sustancia, expresada en gramos, que podríamos disolver en 500 g de agua a 10ºC, 30ºC, 50ºC y 70ºC. (SOL: 300 g, 350 g, 400 g y 450 g de KBr) 78) La solubilidad de un compuesto A en 100 g de agua varía con la temperatura según: Solubilidad (g soluto/100 g) Temperatura (ºC) Representa gráficamente estos valores y calcula aproximadamente la solubilidad del compuesto a 25 ºC. Razona si el compuesto A será más soluble que otro B, sabiendo que a 25 ºC, 75 g de agua disuelven como máximo 90 g del compuesto B. (SOL: s A = 117,5 g soluto/100 ml H 2O; s B = 120 g soluto/100 ml H 2O) 79) Los datos de la tabla siguiente muestran la solubilidad de una sustancia pura (referida a 1 L de agua) a diferentes temperaturas: Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 6/15

7 Solubilidad (g soluto/100 g) Temperatura (ºC) Representa gráficamente estos valores y calcula aproximadamente la solubilidad del compuesto a 30 ºC y 60 ºC. Qué masa de sustancia pura se puede disolver en 2,5 L de agua a 40ºC? A qué temperatura aproximada debe estar el agua para que disuelva al menos 500 g de sustancia? Qué sucede si intentamos disolver 1 Kg de sustancia en 2 L de agua a 60ºC? Qué volumen de agua a 60ºC necesitaríamos para disolver 1 Kg de sustancia? (SOL: s (30ºC) = 250 g; s (60ºC) = 405 g; 7,25 Kg soluto; 78ºC aprox.; se disuelve un máximo de 8,1 Kg de soluto; 247 ml de agua ) 80) Explica qué le sucede a una disolución obtenida mezclando 1,1 Kg de nitrato de potasio (KNO3) con 1 L de agua a 70ºC cuando se enfría hasta los 50ºC (consulta la curva de solubilidad del nitrato de potasio) (SOL: 800 g de soluto siguen en disolución y 300 g de soluto precipitan) 81) Explica qué le sucede a una disolución obtenida mezclando 800 g de bromuro de potasio (KBr) con 1 L de agua a 60ºC cuando se enfría hasta los 10ºC (consulta la curva de solubilidad del bromuro de potasio) (SOL: 600 g de soluto siguen en disolución y 200 g de soluto precipitan) 82) Explica qué le sucede a una disolución obtenida mezclando 1 Kg g de nitrato de sodio (NaNO3) con 1 L de agua a 40ºC cuando se enfría hasta los 10ºC (SOL: 800 g de soluto siguen en disolución y 200 g de soluto precipitan) Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 7/15

8 PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS DISOLUCIONES 83) Responde a las siguientes cuestiones razonando la respuesta: Por qué los trajes de baño secan mejor si se enjuagan con agua dulce? Por qué se derrite la nieve al esparcir sal común sobre ella? Tenemos dos vasijas: una con agua de lluvia y otra con agua de mar. Cuál es más fácil de congelar y por qué? Por qué los peces de agua salada se mueren si se introducen en agua dulce? Si se riega una planta de una maceta con agua salada, se vuelve mustia. Por qué? Por qué se hinchan las ciruelas pasas cuando se introducen en agua? Por qué una lluvia prolongada estropea una cosecha de cerezas? DISMINUCIÓN DE LA PRESIÓN DE VAPOR Ley de Raoult: A una temperatura constante, el descenso de la Presión de Vapor es proporcional a la concentración de soluto presente en la solución. 0 0 P P P 0 P A presión de vapor del disolvente puro P A presión de vapor de la disolución s fracción molar del soluto A A s A 84) La presión de vapor del metanol puro es 159,76 mmhg. Determinar la fracción molar de glicerol (soluto no electrólito y no volátil) necesario para disminuir la presión de vapor a 129,76 mmhg. (SOL: 0,188) 85) Una solución contiene 8,3 g de una sustancia no electrolito y no volátil, disuelta en un mol de cloroformo (CHCl3), esta solución tiene una presión de vapor de 510,79 mmhg. La presión de Vapor del cloroformo a esta temperatura es 525,79 mmhg. En base a esta información determine: La fracción molar de soluto. El número de moles de soluto disueltos. La masa molar de soluto. (SOL: 0,0285; 0,0294 moles; 272,42 g/mol) Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 8/15

9 86) La presión de vapor del Benceno (C6H6) a 25 C es 93,76 mmhg. Determine la presión de vapor de una solución preparada disolviendo 56,4 g de un soluto no volátil (C20H42) en un kilogramo de Benceno. (SOL: 92,32 mmhg) 87) La presión de vapor del agua a 60 C es 149,4 mmhg. Si Ud. desea preparar una solución donde la presión de vapor disminuya a 140 mmhg. Determine la masa de glucosa (C6H12O6) que debe disolverse en 150 g de agua para lograr dicho efecto. (SOL: 95,76 g) 88) Se disuelven 0,3 moles de sulfato de sodio (Na2SO4), electrolito fuerte y no volátil, en 2 Kg de agua a 60 C. Si la presión de vapor dl agua a esta temperatura es 149,4 mmhg. Determine la presión de vapor de la solución resultante. (SOL: 148,20 mmhg) 89) El suero fisiológico es una disolución de cloruro de sodio al 0,9% en peso. Cuál será su presión de vapor a la temperatura de 100ºC? Presión de vapor del agua a 100ºC = 82,41 mm de Hg. 90) Calcula la masa molar de la glucosa, sabiendo que una disolución de la misma al 10% en peso tiene una presión de vapor de 14,24 mm de Hg, a la temperatura de 17ºC. Presión de vapor del agua a 17ºC = 14,40 mm de Hg. 91) Se disuelven 24,63 g de glucosa en 115 g de agua. A 23ºC la presión de vapor de la disolución es de 20,63 mm de Hg y la del agua pura de 21,07 mm de Hg. Halla la masa molar de la glucosa. 92) La presión de vapor del agua pura a 20ºC es de 17,535 mm de Hg. Cuál será la presión de vapor de 100 g de disolución acuosa de urea, (NH2)2CO, al 20%?. 93) La presión de vapor de la acetona (C3H60) a 60ºC es de 1,14 atm. Cuál será la presión de vapor de una disolución de 15,02 g de tolueno (C7H8) en 750 g de acetona?. 94) Cuántos gramos de glucosa (C6H1206) deben disolverse en 200 g de agua para obtener una disolución que tenga una presión de vapor de 91,7 mm de Hg a una temperatura de 50ºC?. Dato: presión de vapor del agua a 50ºC = 92,2 mm de Hg 95) A 50 ºC la presión de vapor del benceno es 269,3 mm de Hg. Calcular 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 (C6H6). 96) Se disuelven 90 g de glucosa (C6Hl2O6) en 1000 g de agua a 25 ºC. Qué presión de vapor tiene dicha disolución?. Dato: presión de vapor del agua a 25 ºC = 23,52 mm de Hg. 97) Calcula la masa molar de la lactosa sabiendo que una disolución acuosa de la misma al 11.7% en peso tiene una presión de vapor de mm de Hg a la temperatura de 17ºC. Dato: presión de vapor del agua a 17'C = mm de Hg. LEY DE RAOULT 98) A 50 ºC las presiones de vapor del benceno y de la acetona son 271 mm y 603 mm de Hg, respectivamente. Calcular la presión de vapor de una mezcla ideal formada por cantidades equimoleculares de benceno y acetona a 50 ºC. 99) A 20 ºC las presiones de vapor del acetato y del propionato de etilo son, respectivamente, 72,8 y 27,7 mm de Hg. Hallar la presión de vapor a esa misma temperatura de una mezcla ideal formada por 50 g de acetato y 25 de propionato de etilo. Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 9/15

10 100) Calcular las fracciones molares y la composición en tanto por ciento del vapor en equilibrio a 70 ºC con una disolución de etanol (CH3-CH2-OH) en agua al 50 % en peso, sabiendo que a dicha temperatura las presiones de vapor del etanol y del agua son, respectivamente, 542 mm y 233,7 mm de Hg. 101) La presión de vapor del clorobenceno (C6H5Cl) y del bromobenceno (C6H5Br) a 100ºC son, respectivamente, 28,5 y 13,7 mm de Hg. Si se tiene una disolución de ambas al 50% en peso a 100ºC, calcula la presión de vapor parcial de cada compuesto y la presión de vapor total de la disolución. (SOL: 16,53 mm de Hg; 5,75 mm de Hg) COEFICIENTE DE REPARTO 102) El coeficiente de reparto del yodo entre el sulfuro de carbono y el agua es 410. En 100 ml de una disolución acuosa hay 0,03 g de yodo. Si se agita en un embudo de decantación con 30 ml de sulfuro de carbono, qué cantidad de yodo quedará en la fase acuosa?. Si el tratamiento se hace en tres veces, con 10 ml de sulfuro de carbono en cada vez, cuánto yodo quedaría al final disuelto en el agua? Comparar ambos resultados y relacionarlos con la vieja regla de laboratorio que aconseja «mejor lavar muchas veces con poco disolvente (agua, en general) que pocas con mucho». (SOL: m 1 = 0,242 mg; m 3 = 0,4049 g) DESCENSO DEL PUNTO DE CONGELACIÓN Este fenómeno se debe a la agrupación de las moléculas, las cuales se van acercando paulatinamente disminuyendo el espacio intermolecular que las separa hasta que la distancia sea tal que se forma el sólido. Este acercamiento se debe básicamente a que el movimiento molecular se va haciendo menor debido a la disminución de la temperatura lo que provoca que la energía cinética de las moléculas sea menor. Por lo tanto, como la energía calórica del ambiente (medida por la temperatura) no es lo suficientemente alta como para contrarrestar la atracción entre las moléculas, ellas tienden entonces a agruparse y por lo tanto congelar. Constante crioscópica del agua = 1,86 ºC Kg/mol T T K m 0 c c cr 103) Calcular el punto de congelación de una solución acuosa al 1,26 % p/p de un compuesto no electrolito.(agua: Kc = 1,86 C/molal y T c =0 C; masa molar de soluto 51g/mol ) (SOL: -0,465 C) 104) Calcule el peso molecular de un no electrolito si el agua se congela a -0,50 C cuando en 20 g de ella se disuelven 12 g de soluto. (Agua: temperatura de congelación 0 C y constante crioscópica 1,86 C/molal ) (SOL: 2232 g/mol) 105) Cual será el punto de congelación de una solución que contiene 17,25 g de ácido cítrico (C6H8O7) disueltos en 250 g de agua. (Agua: temperatura de congelación 0 C y constante crioscópica 1,86 C/molal ) (SOL: -0,668 C) 106) A 100 ml de agua se agregan 50 ml de alcohol (masa molar 46 y densidad 0,7 g/ml) Cual será el punto de congelación de esta mezcla. (Agua: temperatura de congelación 0 C y constante crioscópica 1,86 C/molal ) Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 10/15

11 (SOL: 14,13 C) 107) Si se disuelven 3,96 g de ácido benzoico en 80,6 g de benceno y la solución se congela a - 4,47 C. Hallar el peso molecular aproximado del ácido benzoico. (Benceno: temperatura de congelación 5,5 C y constante crioscópica 5,12 C/molal) (SOL: 244,3 g/mol) 108) Calcula la masa molar de la glucosa, sabiendo que una disolución de 0,9 g de la misma en 20 g de agua tiene un punto de congelación de 0,465ºC. 109) Cuál será el punto de congelación de una disolución que contiene 15,35 g de glicerina (C3H803), disueltos en 500 g de agua?. Y el de la disolución resultante de mezclar 34 g de sacarosa (C12H22011) en 250 g de agua?. 110) Cuál es la fracción molar de una disolución acuosa de etanol (C2H60) que congela a 0,7ºC?. 111) Se disuelven 250 g de sacarosa (C12H22011) en 3 litros de agua. A qué temperatura congelará la anterior disolución? Qué presión de vapor ejercerá esa disolución a 55 ºC, si la presión de vapor del agua pura a dicha temperatura vale 118 mm de Hg? 112) El radiador de un automóvil contiene 5 kg de agua. Calcular cuántos gramos de glicerina hay que añadir para que la disolución no congele hasta 10 ºC. La masa molecular de la glicerina es ) Una disolución de 2,387 g de glicerina en 100 cm 3 de agua congela a -0,48 ºC. Cuál es la masa molecular de la glicerina? 114) Una mezcla de 1,6 gramos de un compuesto y 25 g de naftaleno tiene un punto de congelación de 78,5 ºC. El punto de congelación del naftaleno es 80,2 ºC y su constante crioscópica 6,8 ºC Kg/mol. Calcular la masa molecular del compuesto. 115) El radiador de una automóvil contiene 5 Kg de agua. Calcular cuántos gramos de glicerina hay que añadir para que la disolución no congele hasta 12ºC. El nombre IUPAC de la glicerina es 1,2,3- propanotriol (C3H8O3). 116) Una disolución de 2,387 g de glicerina en 100 cm³ de agua congela a 0,48ºC. Cuál es la masa molar de la glicerina?. 117) Cuando se adiciona etilenglicol al agua contenida en el radiador de un coche la temperatura de congelación de la disolución disminuye. Calcular: Volumen de etilenglicol que debe adicionarse, por cada litro de agua, para que la disolución congele a 10ºC Cuál es la temperatura a la que comienza a hervir la disolución el el radiador? Qué descenso se produce en la presión de vapor de la disolución a la temperatura de ebullición del disolvente? Datos: etilenglicol: HO-CH2-CH2-OH; (etilenglicol)=1,11 g/cm³ 118) Se disuelven 2.5 g de ácido benzoico en 50 g de benceno y la disolución obtenida congela a la temperatura de 3.40 ºC, cuál es la masa molar del ácido benzoico?. Datos: temperatura de congelación del benceno = 5,50 ºC constante crioscópica molal del benceno = 5,12 ºC kg/mol. 119) Para preparar un anticongelante para el circuito de refrigeración de un coche se dispone de un frasco de 1 litro de glicerina y otro frasco de 1 litro de etilenglicol. Si dispones de los siguientes datos: capacidad del circuito de refrigeración = 4 litros densidad de la glicerina = 1,26 g/cm³ densidad del etilenglicol = 1,11 g/cm³ temperatura de congelación de la glicerina = 20,0ºC temperatura de congelación del etilenglicol = -11,50ºC temperatura de congelación del agua = 0 ºC constante crioscópica molal del agua = 1.86º kg/mol, cuál de las dos sustancias utilizarías?. Razona la respuesta. Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 11/15

12 120) La temperatura de congelación de una disolución de 12.8 g de naftaleno en 200 g de nitrobenceno es 2.20 ºC. Sabiendo que la temperatura de congelación del nitrobenceno es 5.70 ºC, calcula su constante crioscopica molal. 121) Una disolución formada por 6.94 g de cierta sustancia no volátil en 100 g de agua a 25 ºC tiene una presión de vapor de mm de Hg, a qué temperatura congelará dicha disolución?. Dato: presión de vapor del agua a 25 ºC = mm de Hg. Factor de Van't Hoff: se introduce en todas las fórmulas de las propiedades coligativas una corrección cuando tenemos disoluciones de electrolitos disociados parcial o totalmente: i 1 1 Donde α es el grado de disociación del electrolito (α = 1 si está disociado al 100%), y ν es el número de iones disociados 122) Se observa que una disolución de 1,483 g de nitrato de magnesio en 50 g de agua congela a - 0,96 ºC. Cuál es el grado de disociación de la sal? 123) Una disolución de 6,660 g de cloruro de calcio en 300,00 g de agua destilada congela a -0,925 ºC. Hallar el grado de disociación aparente del cloruro de calcio a esta temperatura. 124) Calcula y compara la temperatura de congelación de las siguientes disoluciones: 90 g de glucosa en 1 kg de agua, 46 g de glicerina en 1 kg de agua, g de cloruro de sodio en 1 kg de agua, g de cloruro de magnesio en 1 kg de agua, g de cloruro de magnesio en 1 kg de agua, suponiendo que el soluto se encuentra ionizado en un 94%. 125) Calcula las temperaturas de ebullición y de congelación del suero fisiológico, una disolución acuosa de cloruro de sodio al 0.9% en peso, suponiendo que el soluto se encuentra disociado en iones en un 95%. 126) Una disolución acuosa de nitrato de amonio al 50% en peso hierve a la temperatura de 112 ºC, cuál será el grado de ionización del soluto?. Qué temperatura de congelación tiene dicha disolución?. 127) Una disolución de cromato de potasio al 16.25% en peso congela a la temperatura de ºC, cuál es el grado de ionización aparente del soluto?. 128) A qué temperatura hierve una disolución 1 mg de carbonato de potasio parcialmente ionizado, si se sabe que congela a 4,45 ºC?. 129) Una buena mezcla frigorífica es el cloruro de potasio disuelto en agua. Calcula cuántos gramos del mismo habrá que disolver en 100 g de agua para que la temperatura descienda 6,2ºC, si se supone que el soluto se encuentra ionizado un 90%. AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 12/15

13 Debido a que los solutos no volátiles disminuyen la presión de vapor de la solución, se requiere una temperatura más elevada para que la solución hierva. Las soluciones de solutos no volátiles, presentan puntos de ebullición superiores a los puntos de ebullición de los solventes puros. Constante ebulloscópica del agua = 0,52 ºC Kg/mol 0 T T K m eb eb eb 130) Determine la masa molar de un compuesto no electrolito sabiendo que al disolver 384 g de este compuesto en 500 g de benceno, se observó una temperatura de ebullición de la solución de 85,1 C. (Benceno: Keb = 2,53 C/molal y punto de ebullición 80,1 C) (SOL: 388,66 g/mol) 131) Cuantos gramos de glucosa (masa molar 180 g/mol) son necesarios disolver en 1000 g de agua para que la temperatura de ebullición del agua se eleve en 3 C. (Agua: temperatura de ebullición 100 C y Keb = 0,52 C/molal ) (SOL: 1038,46 g) 132) Determine la constante ebulloscópica de un solvente, si al disolver 100 g de urea (masa molar 60 g/mol) en 250 g de este solvente, éste incrementa su temperatura de ebullición en 2,1 C. (SOL: 0,315 C/molal) 133) Si 40 g de un compuesto C6H10O5 se disuelven en 500 g de agua, determine el punto de ebullición de esta solución. (Agua: temperatura de ebullición 100 C y Keb = 0,52 C/molal ) (SOL: 100,26 C) 134) Si al disolver 20 g de urea (masa molar 60 g/mol) en 200 g de solvente se observa que el punto de ebullición de la solución es de 90 C, determine el punto de ebullición de un solvente puro cuya constante ebulloscópica es 0,61 C/molal, (SOL: 88,98 C). 135) Calcula los puntos de ebullición y de congelación de una disolución que contiene 2,85 g de sacarosa (C12H22011), en 25 g de agua. (SOL: -0,62ºC; 100,17ºC) 136) La disolución formada por 2 g de cafeína en 100 g de agua hierve a la temperatura de 100,054ºC. Calcula la masa molar de la cafeína. Dato: constante ebulloscópica molar del agua = 0,52ºC Kg/mol 137) Calcula la masa molar de un compuesto sabiendo que la disolución de 1,2 g del mismo en 40 g de benceno hace aumentar el punto de ebullición de éste en 0,422ºC. Dato: constante ebulloscópica del benceno = 2,62 ºC kg/mol 138) Calcular la masa molecular de una sustancia tal que al disolver 50 g de ella en 1 litro de agua se consigue una disolución que tiene un punto de ebullición de 100,6 ºC. 139) Una disolución de 1,1 g de un compuesto disueltos en 20 g de benceno tiene un punto de ebullición de 80,92 ºC. El punto de ebullición del benceno puro es 80,08 ºC y la constante ebulloscópica de este disolvente es 2,53 ºC kg/mol. Calcular la masa molecular del cuerpo disuelto. 140) Una disolución acuosa tiene un punto de ebullición de 100,15ºC. Cuál será su punto de congelación?. 141) El cloruro de potasio es un compuesto iónico. Suponiendo que al disolver 12 g de esta sal en 200 g de agua el cloruro de potasio se disocia totalmente, cuál será el aumento que experimentará el punto de ebullición del agua? Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 13/15

14 142) Una disolución de 1,1 g de cierto compuesto disueltos en 20 g de benceno tiene un punto de ebullición de 80,92ºC. El punto de ebullición del benceno puro es 80,08ºC y la constante ebulloscópica de este disolvente es 2,53 ºC Kg/mol. Calcula la masa molar del compuesto disuelto. PRESIÓN OSMÓTICA Ciertos materiales como el celofán o bien ciertas estructuras complejas como las membranas de los sistemas biológicos son SEMIPERMEABLES, es decir, cuando están en contacto con la solución permiten el paso de algunas moléculas, pero no de otras. Generalmente, estas membranas, permiten el paso de pequeñas moléculas de solvente (ejemplo el agua), pero bloquean el paso de moléculas o iones de soluto de mayor tamaño. Este carácter semipermeable se debe a la presencia de pequeños canales o poros en su estructura membranosa. La Presión Osmótica (π) es la presión requerida para detener la ósmosis. Esta presión depende de la temperatura y de la concentración de la solución. La presión osmótica obedece a una ley similar a la de los gases ideales. Van t Hoff fue el primer científico que analizó estos hechos, los cuales se expresan en la siguiente ecuación, conocida como ecuación de Van t Hoff: n R T M R T V 143) Cual es la presión osmótica a 20 C de una solución de sacarosa (C12H22O11), 0,0020 M? (SOL: 0,048 atm) 144) Disolviendo 6,73 g de sacarosa (masa molar 342 g/mol) hasta formar 1500 ml de solución a 20 C. Cual es la presión osmótica que teóricamente corresponderá? (SOL: 0,315 atm) 145) Que presión osmótica ejercerá una solución de urea en agua al 1% a 20 C(masa molar de urea 60 g/mol)? (SOL: 4 atm) 146) Calcular la masa molar aproximada del pineno sabiendo que al disolver 2,8 g en alcohol hasta un volumen de 500 ml se midió una presión osmótica de 1,2 atm a 20 C (SOL: 112 g/mol) 147) Calcular la masa molar aproximada del tiofeno sabiendo que una solución de 100 ml que contiene 0,32 g de ese compuesto en alcohol dio una presión osmótica de 510 mmhg a 20 C (SOL: 114,7 g/mol) 148) Que presión osmótica en atm ejercerá cualquier solución 0,1 M de una sustancia no ionizable a 20 C? (SOL: 2,40 atm) 149) Calcula la presión osmótica a 0ºC de una disolución que contiene 0,6 g de nitrato de amonio en 160 ml de agua. 150) Determinar la concentración en g/litro de una disolución de glucosa que a 10 ºC tiene una presión osmótica de 2,6 atm. 151) Se disuelve 1 gramo de una sustancia no ionizable, de masa molecular 93, hasta formar 60 cm 3 de disolución acuosa. Cuál será, a 0 ºC, la presión osmótica de esta disolución? 152) Calcula la presión osmótica debida al cloruro de sodio, que soporta un pez a 200 ºC. Suponer que el soluto se encuentra completamente disociado en iones. 153) Cuántos gramos de sacarosa (C12H22011) por litro deberá contener una disolución para que sea isotónica con una disolución de glucosa (C6Hl2O6) de 1,8 g/litro? Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 14/15

15 154) Un gramo de sacarosa (C12H22011) está disuelto en 100 cm 3 de agua a la temperatura de 13 ºC. Hallar los gramos de nitrato de cinc disueltos en 100 cm 3 de agua que forman una disolución isotónica con la anterior, teniendo en cuenta que a 13 ºC el nitrato de cinc está ionizado el 77 %. 155) Calcula la presión osmótica del suero fisiológico, disolución acuosa de cloruro de sodio al 0.9% en peso, isotónica con los fluidos del interior de nuestro organismo, a la temperatura de 37 ºC, suponiendo que el soluto se encuentra totalmente ionizado. Dato: densidad del suero fisiológico = 1,02 g/cm³. 156) Calcula la concentración, en gramos de soluto por litro de disolución, que debe de tener un suero glucosado para que sea isotónico con un suero salino a la misma temperatura. Dato: el suero salino es una disolución acuosa de cloruro de sodio al 0.9% totalmente ionizado y con densidad 1 g/cm ) El Mar Muerto es el lago más salado del mundo, y en él la sal más abundante es el cloruro de magnesio, con una concentración de 146 g del mismo por litro de agua del mar. Calcula para esta disolución: presión de vapor a la temperatura de 25ºC, la presión osmótica a la temperatura de 25C, suponiendo que el soluto se encuentra disociado en un 85% temperaturas de congelación y ebullición suponiendo que el soluto se encuentra disociado en un 85% Datos: Presión de vapor del agua a 25ºC = 23,52 mm de Hg Densidad del agua del Mar Muerto = 1,1 g/ml Departamento de Física y Química - I.E.S. La Morería 15/15