Departamento de Física y Química Universidad Laboral

EJERCICIOS RESUELTOS

DISOLUCIONES

1.- Se disuelven 20 = g de NaOH en 560 g de agua. Calcula a) la concentración de la disolución en %

en masa y b) su molalidad.

Ar(Na) 23. Ar(O)=16. Ar(H)=1.

a) .45,3%;100.580

20%;100.

)(

)(% NaOHNaOH

disolucióngm

NaOHgmNaOH

b) Primeramente calculamos los moles que son los 20 g de soluto:

.5,0;2040

1molesX

g

X

g

NaOHmol ;89,0

56,0

5,0;

)(

)(m

kg

molesm

disolventedekgm

solutomolesm

2.- ¿Qué cantidad de glucosa, C6H12O6 (Mm = 180 g/mol), se necesita para preparar 100 cm3 de

disolución 0,2 molar?

.02,0;1,0.2,0.;)(

)(61266126 OHCmoleslMVMOHCmoles

disolucióndelV

solutomolesM

.36;02,0

180

cos1gX

X

moles

g

aglumol

3.- Se dispone de un ácido nítrico comercial concentrado al 96,73 % en peso y densidad 1,5 g/ml.

¿Cuántos ml del ácido concentrado serán necesarios para preparar 0,2 l. de disolución 1,5 M de dicho

ácido? Mm (HNO3) = 63g/mol.

Primeramente calcularemos los moles de ácido puro que necesitamos:

.3,02,0.5,1.)(;)(

)(3 lMVMHNOmoles

disolucióndelV

solutomolesM

Ahora calculamos la masa en g correspondiente:

.9,181

633,0 3HNOdeg

mol

gxmoles

Como el ácido comercial del que disponemos no es puro, sino del 96,73 % necesitaremos pesar:

.54,19;9,1873,96

100comercialácidogX

puroácidog

X

puroácidogcontienen

comercialácidodelg

Como necesitamos averiguar el volumen en ml que hemos de coger, utilizamos la densidad del ácido

comercial:

.13/5,1

54,19)(;

)(

)()/( ml

mlg

gmlV

mlV

gmmlgd

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4.- Calcula la masa de nitrato de hierro (II), Fe(NO3)2, que hay en 100 ml de disolución acuosa al 6 %.

Densidad de la disolución 1,16 g/ml.

De la densidad sabemos que los 100 ml de disolución tienen de masa 116 g. Como es al 6 %, la masa

de soluto existente será:

.)(96,6;116

)(6

10023

23

NOFegXX

disolucióngEn

NOFeghay

disolucióngEn

5.- Indica de qué modo prepararías ½ l de disolución 0,1 M de HCl si disponemos de un HCl

concentrado del 36 % y densidad 1,19 g/ml.

Calculamos la masa de HCl que necesitamos. Para ello, utilizando el concepto de molaridad,

averiguamos primeramente los moles de HCl que va a tener la disolución que queremos preparar:

.05,05,0.1,0.)( moleslMVMHCln

Como ./5,36)( molgHClM m Los 0,05 moles serán: .83,11

5,36.05,0 HClg

mol

gmoles

Esa masa de HCl la tenemos que coger del HCl concentrado del que se dispone (36 % y densidad 1,19

g/ml.). Al no ser puro, sino del 36 % tendremos que coger más cantidad de gramos:

.08,5;83,136

100puroHClgX

puroHClg

X

puroHClgcontienen

oconcentradHCldelg

Como se trata de un líquido del que conocemos su densidad, determinamos el volumen de esos 5,08 g:

%.3627,4/19,1

08,5; delHClml

mlg

gV

mV

Preparación: En un matraz aforado de ½ l que contenga algo de agua destilada, se introducen 4,27 ml

del HCl concentrado del 36 %, utilizando una pipeta. No absorber el ácido con la boca porque es

tóxico.

Se agita con cuidado el matraz hasta que se disuelva el soluto.

Se añade agua destilada al matraz hasta alcanzar exactamente la señal de 500 ml.

6.- Se disuelven en agua 30,5 g de cloruro amónico (NH4Cl) hasta obtener 0,5 l de disolución.

Sabiendo que la densidad de la misma es 1027 kg/m3, calcula:

a) La concentración de la misma en porcentaje en masa.

b) La molaridad.

c) La molalidad.

d) Las fracciones molares del soluto y del disolvente.

Mm(NH4Cl)=53,5g/mol.

Primeramente 1027kg/m3 = 1,027 g/cm3. Luego la masa de 1 l de disolución será de 1027 g y la de

medio litro 513,8 g. De ellos 30,5 g son de soluto (cloruro amónico) y el resto 483,3 g son de agua.

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a) %.94,51008,513

5,30100

)(

)(% 4 x

g

gx

disolucióngmasa

solutogmasaClNHmasa

b) .14,15,0

57,0

5,0

/5,53/5,30

)(M

l

moles

l

molgg

disoluciónlvolumen

solutomolesM

c) .18,1483,0

57,0

)(m

kg

moles

disolventekgmasa

solutomolesm

d) Calculamos los moles de agua: .85,2618

13,483)( 2 moles

g

molxgOHn

;02,085,2657,0

57,0

º

º

totalesmolesn

solutomolesnX S

.98,085,2657,0

85,26

º

º

totalesmolesn

disolventemolesnX D

7.- Un ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,8 g/ml tiene una pureza del 90,5 %.Calcula;

a) Su concentración en g/l.

b) Su molaridad.

c) El volumen necesario para preparar ¼ de litro de disolución 0,2 M.

Mm(H2SO4)=98g/mol.

a) disoluciónlvolumen

puroácidogmasalg

)(

)(/

SUPONEMOS que tomamos 1 l de ácido (1000 ml) luego su masa será de 1800 g, de los cuales el

90,5 % son de ácido puro:

;1629100

5,901800 puroácidogxg ./1629

1

1629/ lg

l

glg

b) ;)(

º

disoluciónlV

solutomolesnM

Como conocemos los gramos de ácido puro que hay en 1l de disolución, únicamente tenemos que

expresarlos en moles:

;62,1698

11629 moles

g

molxg .62,16

1

62,16M

l

molesM

c) ¼ de litro de disolución 0,2 M. son: ;05,04

1.2,0º;.º moleslMmolesnVMmolesn

En gramos serán: .9,41

9805,0 puroácidodeg

mol

gxmoles

La masa de ácido sulfúrico del 90,5 % será: .4,55,90

1009,4 gxgm

El volumen que se ha de coger del ácido será: .3/8,1

4,5; 3

3cm

cmg

gV

mV

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8.- En 40 g de agua se disuelven 5 g de ácido sulfhídrico, Mm (H2S)=34 g/mol. La densidad de la

disolución formada es 1,08 g/cm3. Calcula: a) el porcentaje en masa; b) la molalidad; c) la molaridad y

d) la normalidad de la disolución.

a) %;11,11100405

5%;100

)(

)(%

masax

disoluciónmasa

solutomasamasa

b) ;67,304,0

/34/5;

º

ºm

kg

molggm

disolventekgn

solutomolesnm

c) Para calcular la molaridad necesitamos conocer el volumen de la disolución:

;66,41/8,1

45; 3

3cm

cmg

gmV

V

m

;53,304136,0

/34/5

)(

ºM

l

molgg

disoluciónlV

solutomolesnM

d) Para calcular la normalidad necesitamos conocer el número de equivalentes:

Como es un ácido diprótico (lleva dos hidrógenos la molécula) el Eq- gramo es la mitad del mol:

;172

34

2

)(g

ggmolgramoEq

;11,704136,0

/17/5;

)(

)(ºN

l

EqggN

disoluciónlV

solutoesequivalentnN que es el doble que la molaridad.

9.-Se desea preparar 1 l de disolución de HCl 0,5 M. Para ello se dispone de las disoluciones A y B.

Calcular la M de la disolución A y el volumen necesario que hay que tomar de cada disolución para

obtener la disolución deseada:

a) Para calcular la M de la disolución A, partimos de 1 l y averiguamos su masa:

.1095

;1000./095,1;.; 33

gm

cmcmgmVmV

m

Como es del 5%, de los 1095 g que tiene de

masa 1 l, su 5% serán de HCl:

.75,54100

51095 puroHClgxgHClmasa

La molaridad será

;5,11

/5,36/75,54

)(

ºM

l

molgg

disoluciónlV

solutomolesnM

HCl

5%

1,095g/ml

A

HCl

0,1 M

B

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b) Para preparar 1 l de disolución 0,5 M mezclando volúmenes de los dos ácidos tenemos que tener

presente que:

1º) Que el número de moles que habrá de cogerse entre la disolución A y la B ha de ser los que ha de

tener la disolución que se va a preparar: .5,05,0.11.º molesMMVmolesn

2º) Que la suma de los volúmenes de las dos disoluciones ha de se 1 l.

Al volumen que tomemos de la disolución A le llamamos VA y al de la disolución B VB, de manera

que VB =1-VA

Planteamos la ecuación con los moles de manera que la suma de los que tomamos de la disolución A

más los que tomamos de la disolución B sea igual a 0,5:

.714714,0.286286,0;5,0)1(1,0.5,1 33 cmlVcmlVVV BAAA

10.- Calcula la presión de vapor de la disolución obtenida al mezclar 500 cm3 de agua y 100 g de

azúcar (C12H22O11, sacarosa). La Pv del agua a la temperatura de la mezcla es de 55,3 mm Hg.

Mm(H2O)=18g/mol. Mm(C12H22O11)=342g/mol.

Según la ley de Raoult, la presión de vapor de la disolución será inferior a 55,3 mm Hg.

;. 00 PXPPP S Necesitamos averiguar el valor de la fracción molar del soluto:

.01033,0/18/500/342/100

/342/100

º

º

molggmolgg

molgg

totalesmolesn

solutomolesnX S

.73,54;3,55.01033,03,55;. 00 mmHgPmmHgPmmHgPXPPP S

11.-Calcula la masa molecular de un azúcar sabiendo que si se disuelven 87,3 g de este azúcar en

medio litro de agua, la disolución se congela a -1,8ºC. 3/1000 mKgagua molkgCaguaKC /.º86,1)(

Debemos utilizar la expresión que nos indica el descenso crioscópico que se produce en un líquido

cuando con él se prepara una disolución; mKt C .

Utilizando la densidad del agua: .5,0;0005,0

/10003

3 kgmm

mmKgagua

;484,0;5,0

./.º86,1)º8,1(º0;. azúcarmolesnkg

nmolkgCCCmKt S

SC

Ahora establecemos una proporción con el concepto de mol:

;180;1

3,87

484,0gX

X

mol

gson

moles luego la masa molecular del azúcar será 180 g/mol.

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12.-Calcula la masa molecular de una enzima si 0,1 g de la misma disuelto en 20 ml de benceno

(C6H6) produce una presión osmótica de 2,65 mm Hg, a 25ºC. (Supón que el volumen de la disolución

sigue siendo 20 ml).

Utilizando la ecuación de la presión osmótica: ;... TRnV calculamos el número de moles:

.10.857,2;298.

.082,0.02,0.

1/760

65,2 6 molnKmolK

latmnl

atmmmHg

mmHg

Ahora establecemos una proporción con el concepto de mol:

;000.35;1

1,0

10.857,2 6

gXX

mol

gson

moles

luego la masa molecular de la enzima será 35000 g/mol.

13.- Calcula la disminución de la presión de vapor, la disminución del punto de congelación y el

ascenso ebulloscópico de la disolución de la enzima del ejercicio anterior.

./.º53,2

;/.º12,5

;/88,0º25

;5,94º25

3

molkgCbencenoK

molkgCbencenoK

cmgCabencenodeldensidad

mmHgCabencenodelP

e

C

V

Primeramente calculamos la masa de benceno y los moles que son:

;6,1720./88,0;. 33 gcmcmgmVm Teniendo en cuenta que la Mm del benceno son 78 g/mol:

.226,078

1.6,17 moles

g

molg

.º00083,00176,0

10.857,2./.º12,5.

.0012,0226,010.857,2

10.857,2.5,94

6

6

6

0

Ckg

molesmolkgCmKt

mmHgmmHgXPP

CC

S

.º00041,00176,0

10.857,2./.º53,2.

6

Ckg

molesmolkgCmKt ee