Resolución: Para calcular los g/l debemos ver la relación entre gramos de soluto y litros de disolución:

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1 TEMA 4. CÁLCULOS QUÍMICOS SOLUCIONES 1. Disoluciones 1. Disolvemos 3,8 gramos de hidróxido de sodio en metanol hasta completar 20 ml de disolución. Expresa la composición de la disolución en gramos por litro. Para calcular los g/l debemos ver la relación entre gramos de soluto y litros de disolución: Gramos de soluto 3,8 gramos Gramos/litro = = = 190 g/l Litros de disolución 0,02 litros Solución: La composición de la disolución es de 190 gramos de hidróxido de sodio por litro de disolución 2. Cuántos gramos de ácido sulfhídrico necesitamos para preparar medio litro de una disolución 12 Molar? Primero calculamos los moles de soluto de hay en una disolución 12 M (es decir 12 moles/litro) a partir de la fórmula de la molaridad: moles H 2 S M = Despejamos los moles de soluto y sustituimos M 12 moles /litro moles H 2 S = moles H 2 S = = 6 moles H 2 S 0,5 litros Una vez conocemos los moles que tenemos de soluto podremos calcular la masa en gramos: 1 mol H 2 S 34 gramos 6 moles H 2 S x 6 moles 34 gramos x = = 204 gramos de H 2 S 1 mol Solución: Necesitamos 204 gramos de ácido sulfhídrico para preparar medio litro de disolución 12 M Página 1

2 3. Calcula el volumen de disolución de cloruro de sodio 0,5 Molar que contiene 3 gramos de cloruro de sodio. Con la masa molar del NaCl podemos calcular los moles que hay en 3 gramos: 1 mol NaCl 58,45 gramos x 3 gramos 1 mol NaCl 3 gramos x = = 0,051 moles 58,45 gramos Conocidos los moles de soluto y la molaridad de la disolución, podemos calcular el volumen de disolución utilizando la fórmula de la molaridad: moles NaCl M = Despejamos el volumen y sustituimos moles NaCl 0,051 moles NaCl litros disol = litros disol = = 0,102 litros 0,5 moles/litro Solución: Un volumen de 102 ml de una disolución 0,5 M contienen 3 gramos de cloruro de sodio 4. Cómo prepararías una 150 cm 3 de una disolución de hidróxido sódico de 14 g/l? Sabemos que 150 cm 3 son 0,15 litros Si la concentración de la disolución es 14 g/l entonces gramos soluto 14 g/l = Despejamos y sustituimos 0,15 gramos soluto = 14 gramos/litro 0,15 litros = 2,1 gramos Solución: tendríamos que pesar 2,1 gramos de hidróxido sódico y añadir agua hasta un volumen de 150 ml. Página 2

3 5. Calcula la molaridad de una disolución de ácido clorhídrico que contiene un 35,1% de masa y cuya densidad es 1,18 g/cm 3. Por la definición de porcentaje en masa sabemos que: 100 gramos de disolución 35,1 gramos de HCl Podemos por lo tanto calcular los moles de HCl que tenemos 1 mol HCl 36,45 gramos x 35,1 gramos 1 mol HCl 35,1 gramos x = = 0,96 moles HCl 36,45 gramos Conociendo la densidad de la disolución, podemos llegar a saber el volumen en litros que ocupan los 100 gramos de disolución: M 100 gramos d = V = = 84,74 cm 3 0,0847 litros V 1,18 gramos/cm 3 Ahora que conocemos los moles de soluto y los litros de disolución podemos calcular la molaridad: moles HCl 0,96 moles HCl M = = = 11,3 moles/litro 0,0847 Solución: La disolución será 11,3 M. 6. Preparamos una disolución que contiene 700 gramos de agua y 100 gramos de cloruro de hidrógeno. La densidad de esta disolución es de 1,06 g/cm3. Calcula la densidad: a. Porcentaje en masa del soluto y del disolvente b. Fracción molar del soluto y del disolvente c. Molalidad d. Molaridad e. Gramos/litro a. Porcentaje en masa: 100 g HCl % (HCl) = x 100 = 12,5% 100 g g Página 3

4 700 g H 2 O % (H 2 O) = x 100 = 87,5% 100 g g b. Fracción molar: Para calcular la fracción molar, previamente necesitamos calcular los moles que tenemos de cada sustancia: 1 mol HCl 36,45 g x moles HCl 100 g 100 gramos 1 mol x = = 2,74 moles de HCl 36,45 gramos 1 mol H 2 O 18 g x moles H 2 O 700 g 700 gramos 1 mol x = = 38,88 moles de H 2 O 18 gramos Calculamos ahora la fracción molar: 2,74 moles HCl = (HCl) = = 0,065 2,74 moles + 38,88 moles 38,88 moles H 2 O = (H 2 O) = = 0,935 2,74 moles + 38,88 moles c. Molalidad: 2,74 moles de HCl m = = 3,914 molal o 3,914 moles/kg 0,7 kg de H 2 O d. Molaridad: Para calcular la molaridad, previamente necesitamos calcular los litros que tenemos de disolución; recurrimos para ello a la densidad de la disolución: m m 800 gramos d = V = = = 754,71 cm 3 = 0,754 litros V d 1,06 gramos/cm 3 Página 4

5 Calculamos ahora la molaridad: 2,74 moles de HCl M = = 3,63 molar o 3,63 moles/litro 0,754 e. Gramos/litro: 100 g soluto Gramos/litro = = 132,62 g/l 0,754 litros Página 5