FORMULAS PARA LAS CONCENTRACIONES CONCENTRACION DE A EXPRESADA EN: A % m/m = masa de A (g) x 100% masa total de la disolución (g)

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1 FORMULAS PARA LAS CONCENTRACIONES MASA DE LA DISOLUCION: MASA DEL SOLUTO + MASA DEL DISOLVENTE VOLUMEN DE LA DISOLUCION = MASA DE LA DISOLUCION DENSIDAD DE LA DISOLUCION PORCENTAJE MASA POR MASA: CONCENTRACION DE A EXPRESADA EN: A % m/m = masa de A (g) x 100% masa total de la disolución (g) PORCENTAJE MASA POR VOLUMEN: A % m/v = masa de A (g) x 100 % volumen total de la disolución (ml) PORCENTAJE VOLUMEN POR VOLUMEN: A % v/v = volumen de A (ml) x 100 % volumen total de la disolución (ml) FRACCION MOLAR: X A = cantidad de materia de A (mol). cantidad de materia total de la disolución (mol) MOLARIDAD: M A = cantidad de materia de A (mol). volumen total de la disolución ( ) MOLALIDAD: m A = cantidad de materia de A (mol). masa de disolvente (kg) PARTES POR MILLON: ppm = masa de A (mg) ó masa de A (mg). masa total de la disolución (kg) volumen de la disolución ( ) 1

2 PRACTICA 3 DISPERSIONES (II PARTE) I CONTENIDOS TEMATICOS Esta práctica comprende los siguientes contenidos temáticos: 2.4 Preparación de disoluciones Formas de expresar la concentración Porcentajes: m/m, m/v y v/v Fracción molar Molaridad Molalidad Partes por millón Factores de dilución II OBJETIVOS Al terminar de resolver esta práctica, el estudiante estará en capacidad de: 1. Comparar las diferentes maneras de expresar la concentración del soluto en una disolución. 2. Calcular la cantidad, masa o volumen, de soluto y de disolvente presentes en una disolución, con base en su concentración y viceversa. 3. Calcular e indicar la forma de preparar una disolución a partir de otra de concentración conocida. III PREGUNTAS Y PROBLEMAS 1. Un estudiante afirma que la molalidad y la molaridad pueden tener igual valor numérico en una disolución acuosa. Esto es cierto o falso? Explique. 2. Cuántos moles de glucosa (C 6 H 12 O 6, MM = 180 g/mol) se requieren para preparar 500g de disolución acuosa 5 molal de glucosa? 3. Considere las siguientes afirmaciones sobre concentraciones de disoluciones: a. ( ) Con la máxima cantidad de soluto disuelto en 1 de disolvente, la concentración es 100 mol/l. b. ( ) Si posee una concentración de 60 % m/m, es concentrada. c. ( ) Si es insaturada tendrá una molaridad baja. d. ( ) Es 1 molal si existe un mol de soluto por cada litro de agua en una disolución acuosa. e. ( ) Una disolución 1 molar contiene la misma cantidad en masa de disolvente si éste es agua que otra 1 molal. 4. Una disolución acuosa de HI tiene una concentración de 72% m/v y densidad 1,50 g/ml. Determine: a) molaridad, b) molalidad, c) fracción molar del agua en la disolución (MM HI = 128,0 g/mol MM H2O = 18,0 g/mol) 2

3 5. Qué masa de soluto hay en las siguientes disoluciones acuosas: a) 2,5 litros de AgNO 3 0,24 mol/l c) 1,8 kg de H 3 CCONH 2 5 molal b) 500 ml de MgSO 4 4 H 2 O 36% m/v d) 50 g de AuCl 3 7 ppm 6. Qué cantidad, masa y volumen, de disolvente hay en: a) 0,4 kg de NaClO acuoso al 1 % m/m a 25 C b) 225 ml de disolución acuosa de etanol C 2 H 5 OH al 95% v/v. d etanol =0,789g/ml d disol = 0,813 g/ml 7. En un balón aforado de 100 ml, se prepara una disolución (d = 1,067 g/ml) disolviendo 9,07 g de bromuro de sodio (NaBr) en agua suficiente para alcanzar la marca de aforo. (MM NaBr = 102,91 g/mol; d = 3,21 g/ml). Calcule: a) % m/m, b) % v/v, c) la fracción molar del NaBr, d) la molaridad, e) molalidad, f) ppm 8. Una disolución acuosa contiene 23 g de sacarosa (C 12 H 22 O 11 ; MM= 342 g/mol) en 180 g de agua. Calcule la fracción molar del soluto y del disolvente. 9. Si la fracción molar del Na 2 SO 4 (MM = 142,0 g/mol) en una disolución acuosa cuya densidad es de 1,86 g/ml es de 0,014. Determine los gramos de Na 2 SO 4 presentes en 125 ml de esa disolución. 10. Para una disolución (d = 0,9687 g/ml) al 20 % m/m de etanol (C 2 H 5 OH) en agua a 25 C (MM C 2 H 5 OH = 46,07 g/mol; d = 0,785 g/ml). Determine: a) % m/v, b) % v/v, c) la fracción molar del etanol, d) la molaridad, e) molalidad, f) ppm 11. Se prepara una disolución mezclando propanotriol y agua al 85 %v/v cuya densidad es 1,103 g/ml. (Propanotriol: MM = 92,08 g/mol; d = 1,116 g/ml) Calcule con respecto del propanotriol: a) % m/m, b) % m/v, c) molaridad, d) ppm 12. Una disolución es preparada por adición de 275 g de benceno (C 6 H 6 ) a 275 g de tolueno (C 7 H 8 ). (C 6 H 6 : MM = 78,11 g/mol; d = 0,874 g/ml; C 7 H 8 : MM = 92,14 g/mol; d = 0,867 g/ml). Si la d disolución es 0,871 g/ml. Calcule la concentración en: a) % m/m, b) % m/v, c) % v/v, d) fracción molar del tolueno, e) molaridad, f) molalidad, g) ppm 13. Una disolución acuosa de ácido láctico 1,6 mol/l, presenta d = 1,0294 g/ml. (ácido láctico: MM = 90,08 g/mol; d = 1,209 g/ml). Calcule: a) % m/m, b) % m/v, c) % v/v, d) fracción molar del ácido láctico, e) molalidad, f) ppm 14. Cómo prepararía una disolución acuosa de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) 3,4 molal y de densidad 1,94 g/ml. MM H 2 SO 4 = 98 g/mol. 15. Una disolución acuosa (d = 1,022 g/ml) de ácido acético (CH 3 COOH), tiene una concentración de 18 % v/v. MM CH 3 COOH = 60 g/mol; d CH 3 COOH = 1,049 g/ml. Calcule: a) molaridad, b) % m/v, c) molalidad. 16. Se preparó una disolución acuosa de etanol (C 2 H 5 OH) al 25% m/m, cuya densidad fue de 0,950g/ml. MM C 2 H 5 OH= 46,07 g/mol, d C 2 H 5 OH= 0,785 g/ml. Con respecto de esta disolución, calcule: a) molaridad, b) molalidad, c) fracción molar del etanol. 17. Después de evaporar el agua de 40,0 g de una disolución acuosa de un soluto sólido no volátil, se obtienen 0,450 g de residuo. Calcule la concentración inicial de la disolución expresándola como % m/m. 18. Se prepara una disolución disolviendo 15,0 gramos de CaCl 2 en suficiente agua para formar 600 ml de disolución. MM CaCl 2 = 111,08 g/mol. Calcule el volumen de esta disolución necesario para preparar: a) 125 ml de una disolución 0,100 mol/l, b) 3 litros de una disolución al 0,25 % m/v 3

4 19. Determine la masa de agua que debe añadirse a 450 g de una disolución de sacarosa al 2,91 % m/m para disminuir su concentración a 1,84 % m/m. 20. Un frasco de HCl concentrado comercial tiene la siguiente información en la etiqueta: HCl 38 % m/m, densidad 1,18 g/ml. Calcule el volumen de este ácido concentrado que debe medirse para preparar 100 ml de HCl 3 molal, con densidad igual a 0,812 g/ml. MM HCl = 36,5 g/mol 21. El ácido nítrico (HNO 3 ) en disolución acuosa al 0,89 % m/m (d = 1,048 g/ml) es empleado para preparar 125 g de otra a 43 ppm. Explique cómo hacerlo, dando las masas o volúmenes necesarios. (HNO 3 : MM = 63,01 g/mol; d = 1,52 g/ml) 22. Cómo prepararía usted: a) 100 ml de una disolución acuosa de KCl al 7 % m/v; b) 100 g de una disolución acuosa de NaCl al 5 % m/m; c) 100 ml de una disolución acuosa de etanol al 35 % v/v 23. Cómo prepararía 25 kg de una disolución 0,2 ppm de BaCl 2 a partir del reactivo puro? 24. Cómo prepararía 225 litros de una disolución 0,005 mol/l en KCl a partir de una disolución al 10 % m/v de KCl? 25. Se tiene una disolución acuosa de acetona (CH 3 COCH 3, MM= 58 g/mol,d= 0,79 g/ml) 5% m/v con una densidad de 0,97 g/ml. A partir de esta se desea preparar 450 ml de otra disolución de una concentración 1% m/m y densidad de 0,98 g/ml. Describa el procedimiento. 26. Describa como prepararía 2 litros de una disolución acuosa de C 2 H 5 OH al 7,5 % m/v. d H2O = 1g/ml MM C2H5OH = 46 g/mol; d C2H5OH = 0,789 g/ml 27. Se quiere preparar 100 ml de una disolución acuosa de CaCl 2 al 25 %m/v y d = 1,23 g/ml, a partir de otra disolución ya preparada al 5,04 molar y d = 1,4 g/ml. MM CaCl 2 = 111 g/mol. Describa el procedimiento. 28. Respecto de la preparación de las disoluciones y su concentración, si en un refresco la etiqueta indica 5% m/v de azúcar, es correcto afirmar que en 1litro de refresco hay: a. ( ) 5 g de azúcar. b. ( ) 50 g de azúcar. c. ( ) 950 ml de disolvente. d. ( ) 100 ml de disolución. 29. Sobre una disolución 0,32 molal de benceno (MM= 78 g/mol) en tolueno (MM= 92 g/mol), es correcto afirmar que: a. ( ) en ella está presente 0,32 mole de tolueno. b. ( ) se requiere conocer la densidad del benceno para determinar los gramos de éste en la disolución. c. ( ) en 500 g de tolueno, se disuelve 0,16 mole de benceno. d. ( ) para prepararla, se debe disolver 0,32 mole de benceno en 1000 g de disolución. 30. El MTBE (d = 0,74 g/ml) es un aditivo que se encuentra en la gasolina sin plomo en una concentración máxima de 17% v/v (d disolución = 0,70 g/ml). En un análisis de calidad de la gasolina: a. ( ) hay 12,6 g de MTBE en 70 g de gasolina sin plomo. b. ( ) se encuentra 23g de MTBE en cada 100mL de gasolina. c. ( ) en 100 ml de disolución se encuentran 17g de MTBE. d. ( ) se encuentra 83 ml de gasolina en 17mL de MTBE. 4

5 31. Considere los siguientes enunciados sobre la preparación de disoluciones: I. Es 2 molar, si hay 2 moles de soluto en 2 litros de disolución. II. En 250 ml de disolución al 10% v/v hay 25ml de soluto y 225 ml de disolvente. III. Si la X A de un soluto A en una disolución acuosa es 0,45 en la disolución hay 9,9 g de agua. IV. Para preparar una al 35% m/m en HCl, se requieren 70 g de HCl y 130 g de disolvente. V. Si es 0,35 molal en Ca(NO 3 ) 2 se requieren 0,35 moles de Ca(NO 3 ) 2 y 1000 g de disolvente. Son ciertos: a. ( ) I y III b. ( ) II y V c. ( ) III, IV y V d. ( ) IV y V 32. Se requiere preparar una disolución acuosa 1,45 molal en sacarosa (MM = 342 g/mol). a) Si usted tiene 70 g de sacarosa, cuántos gramos de agua se requieren para preparar la disolución. b) Exprese la concentración de la disolución preparada en partes por millón c) Calcule la fracción molar del agua. 33. Una disolución acuosa de etanol tiene una concentración 5,7 molar y una densidad de 0,8962 g/ml. A partir de esta disolución se requiere preparar 300 ml de disolución al 13% v/v y con una densidad 0,8758 g/ml. Datos para: el etanol MM = 46,07 g/mol, d = 0,789 g/ml; el agua MM = 18,0 g/mol, d= 1,000 g/ml. Determine: a) El volumen de la alícuota que se requiere para la preparación. b) Los gramos de etanol presentes en la disolución final. 34. Para un análisis se requieren 20 g de carbonato de sodio (Na 2 CO 3, MM =106 g/mol), como no se dispone del sólido puro, se utiliza una disolución acuosa de carbonato de sodio al 14% m/m y densidad 1,15 g/ml. a) Cuántos ml de esta disolución se requieren para que después de evaporar a sequedad se obtenga un residuo de 20 g de carbonato de sodio. b) Calcule la concentración molar de la disolución inicial al 14 % m/m 35. El timol es el componente principal del aceite esencial de tomillo y es utilizado comercialmente por su potente acción bactericida. Para una formulación comercial se recibe una disolución 25 molal (d= 0,89 g/ml) de timol en etanol, pero para la venta comercial se necesita en una concentración 0,5 molar (d = 0,84 g/ml) de timol en etanol. Con la información que se le suministra en el cuadro, indique el volumen necesario (en L) de la disolución concentrada de timol en etanol para preparar 250 L de la disolución para la venta comercial. Sustancia Masa molar g/mol Densidad 25 C g/ml Timol 150 0,97 Etanol 46 0, Un recipiente con una disolución de cloruro de calcio tiene la siguiente etiqueta: CaCl 2, MM = 111 g/mol, 40% m/m y d= 1,40 g/ml. Para esta disolución, determine: a) la concentración molar; b) los ml de esta disolución se requiere para preparar 200 ml de una disolución 1,23 molal en CaCl 2 y d = 1,1 g/ml. Datos para el H 2 O: MM = 18 g/ml y d= 1,00 g/ml. 5