SOLUCIONARIO Gua Estndar Anual

Taller III

STALCES003CB33-A14V1

EJERCICIOS PSU

tem Alternativa Defensa

1 D Por definicin, una disolucin al 25% m/m corresponde a:

25 gramos de soluto en 100 gramos de disolucin

Por lo tanto:

25 g de soluto 100 g de disolucin

x g de soluto 500 g de disolucin

x = 125 g de soluto

Se tiene que:

disolucin= soluto + disolvente

500 g = 125 g + disolvente

disolvente= 375 g

2 A En efecto, en el proceso de disolucin de una sal inica tal como el NaCl, cada ion Na+ se rodea de varias molculas de agua por el polo negativo de esta, mientras que cada ion Cl queda rodeado por el polo positivo de las molculas de agua. En cualquiera de estos casos, se dice que cada ion se encuentra solvatado, puesto que este es un fenmeno que se produce en la superficie de cada especie.

3 B Teniendo la relacin de solubilidad:

Solubilidad 25%

25 g de soluto 100 g de disolvente

x g de soluto 82 g de disolvente

x = 20,5 g de soluto

4 C Una disolucin al 25% m/v corresponde a:

25 gramos de soluto en 100 mL de disolucin

5 C Se pide calcular el % m/v, lo cual corresponde:

m/v %

x g de soluto 100 mL de disolucin

400 g de soluto 800 mL de disolucin

400 100x = = 50% m/v

800

6 D Solo la lluvia y el agua mineral son consideradas disoluciones, ya que constituyen mezclas homogneas de sustancias en disolucin. El agua destilada es una sustancia pura.

7 D Debido a la aplicacin de calor, se produce una reaccin qumica en la que se han transformado los reactantes para dar lugar a un nuevo compuesto. Como dicho compuesto presenta caractersticas propias, distintas a las de los componentes iniciales, puede ser clasificado como una sustancia pura.

8 A Se observa en la figura la alta solubilidad que tiene el soluto X en el disolvente Y. Esto se refleja en que en la figura de la derecha se muestra la separacin de los tomos de soluto, los cuales se ven rodeados de las molculas de disolvente.

El hecho de ser soluble, en este caso, se interpreta (no existe otra informacin) que se debe, principalmente, a la naturaleza qumica de los componentes y no a otras razones, como por ejemplo, la cintica. Sin embargo, lo ms probable es que exista un aumento en la energa cintica del soluto, favoreciendo el proceso de solubilidad.

La conductividad elctrica es propia de solutos polares, que al disociarse conducen la energa elctrica en disolucin. Sin embargo, no existe informacin de si se trata de un soluto inico, e incluso podra tratarse de un soluto covalente disocindose en un disolvente apolar, los cuales no se caracterizan por conducir la corriente elctrica en disolucin.

Finalmente, tal como se dijo en la explicacin anterior, no existe informacin sobre la naturaleza del soluto ni de la disolucin. Solo se observa la disolucin del soluto X en el disolvente Y.

9 C Por definicin, 3 M corresponde a:

3 moles de soluto en 1000 mL de disolucin

Por lo que primero se calculan los moles en 500 mL de disolucin:

3M

3 moles de soluto 1000 mL de disolucin

x moles de soluto 500 mL de disolucin

3 500x = = 1,5 moles de soluto

1000

y teniendo la masa molar del soluto, se tiene:

m= n M.M

gm= 1,5 moles 10

mol

m= 15 gramos

Por lo que I) y III) son correctas.

10 C 10 M, significa:

10 moles de soluto en 1000 mL de disolucin

Se deben calcular los moles en 500 mL, los que corresponden a 5 moles de soluto. Despus, se calculan los gramos de soluto, que son:

m = n x M.M. m = 5 moles x 10 g/mol = 50 g de soluto

Se tiene tambin el valor de la densidad de la disolucin y se debe calcular la masa de disolucin para obtener el % m/m, teniendo,

md= m=dv

v

gm= 1,2 500 mL

mL

m= 600 g de disolucin

Calculando % m/m y % m/v, se tiene:

% m/m

x gramos de soluto 100 gramos de disolucin

50 gramos de soluto 600 gramos de disolucin

X= 8,33% m/m

% m/v

x gramos de soluto 100 mL de disolucin

50 gramos de soluto 500 mL de disolucin

X= 10% m/v

Por lo tanto, es correcta solo la opcin III.

11 E Calculando las concentraciones molares para cada disolucin: Disolucin1 0,100 mol 100 mL disolucin X mol 1000 mL disolucin X = 1,00 M Disolucin 2 0,100 mol 200 mL disolucin X mol 1000 mL disolucin X = 0,50 M

12 C Recordando que:

Disolucin= soluto + disolvente

Disolucin= 20 g CaCl2 + 140 g H2O

Disolucin= 160 g de disolucin

2

2

% masa/masa

X gramos de CaCl 100 g de disolucin

20 gramos de CaCl 160 g de disolucin

X = 12,50% m/m

13 E Para cada una de las disoluciones se tiene:

A)

x mol de HF 1000 mL de disolucin

1 mol de HF 200 mL de disolucin

x = 5M

B)

x mol de HF 1000 mL de disolucin

2 mol de HF 500 mL de disolucin

x = 4M

C)

x mol de HF 1000 mL de disolucin

3 mol de HF 1000 mL

de disolucin

x = 3M

D)

x mol de HF 1000 mL de disolucin

4 mol de HF 2000 mL de disolucin

x = 2M

E)

x mol de HF 1000 mL de disolucin

5 mol de HF 5000 mL de disolucin

x = 1M

Por lo tanto, la alternativa correcta es la E.

14 B Recordando que la masa de la disolucin, es igual a la masa de soluto ms la masa de disolvente (disolucin = 20 g + 180 g). Se calcula el % m/m de la disolucin:

% m/m

x g de soluto 100 g de disolvente

20 g de soluto 200 g de disolvente

x = 10 % m/m

15 B La expresin para el clculo de moles,

mn =

M.M, se puede

ingresar en la relacin para el clculo de la molaridad (M).

m (moles) de soluto 1000 mL de disolucin

MM

Por lo tanto, se tiene:

2

2

M

x mol de BeCl 1000 mL de disolucin

20 mol de BeCl 400 mL de disolucin

80

20 11000 1000

250 580 4x400 400 400 8

16 D La fraccin molar (X) corresponde a los moles de soluto o disolvente dividido por los moles de disolucin. Para cada una de las cinco disoluciones, se tiene:

1

1

2

2

2

2

3

3

2

Disolucin

0,5 mol NaCl 0,5X = = = 0,5

(0,5 mol NaCl + 0,5 mol H O) 1,0

Disolucin

0,8 mol NaCl 0,8X = = = 0,4

(0,8 mol NaCl + 1,2 mol H O) 2,0

Disolucin

0,6 mol NaCl 0,6X = = = 0,3

(0,6 mol NaCl + 1,4 mol H O) 2,0

Di 4

4

2

5

5

2

solucin

0,1 mol NaCl 0,1X = = = 0,1

(0,1 mol NaCl + 0,9 mol H O) 1,0

Disolucin

0,4 mol NaCl 0,4X = = = 0,2

(0,4 mol NaCl + 1,6 mol H O) 2,0

Por lo tanto, la que presenta una menor fraccin molar de la sal (NaCl), es la disolucin 4.

17 E Una dilucin corresponde a la preparacin de nuevas disoluciones a partir de una ya conocida, la cual presenta una mxima concentracin. Las disoluciones formadas son de menor concentracin respecto a la cual proceden.

En este caso se observa una disolucin 2 de concentracin mayor que la disolucin 3, esto se debe a que presenta una

mayor coloracin y a que ha sido precedida de una sola dilucin.

Las tres disoluciones presentan el mismo volumen, tal como se observa en las figuras.

En una dilucin no existe un aumento en la masa de soluto, se mantiene constante.

Respecto a la temperatura de ebullicin, aquella disolucin que presente una mayor concentracin ser la que tenga una temperatura de ebullicin mayor (propiedad coligativa aumento del punto de ebullicin).

Finalmente, se tiene que la disolucin 1 presenta una mayor concentracin con respecto a la disolucin 2, siendo la alternativa E la correcta.

18 B Las disoluciones de tipo gaseosas se ven influenciadas por los cambios de presin que puedan sufrir. Un aumento en la presin de una disolucin gaseosa implica una diminucin del volumen (ley de Boyle), provocando un aumento en los choques moleculares, lo cual implica un aumento en la energa cintica y por lo consiguiente de la solubilidad.

Por lo tanto, el aumento de la presin provoca un aumento en la solubilidad de un sistema gaseoso, por lo que se sigue un patrn de proporcionalidad directa.

19 D La figura 1 muestra un aumento en la presin del sistema con respecto a la figura 2. Esto implica que disminuye el volumen y aumentan los choques moleculares (energa cintica) causando un aumento en la solubilidad.

20 A La solubilidad es la cantidad mxima de soluto que se puede solubilizar en 100 gramos de disolvente, y este parmetro indica cuando una disolucin est saturada. Si se disuelven 25 gramos de soluto en 100 gramos de disolvente, significa que el % m/m de la disolucin es 20% (considerando que disolucin = soluto + disolvente), ya que:

25 g soluto 125 g disolucin

X g soluto 100 g disolucin

X = 20 g

De acuerdo con esto, la disolucin 20% m/m es una disolucin saturada y el resto estn sobresaturadas.

21 D La crioscopa o descenso crioscpico corresponde a una propiedad coligativa, es decir, a la modificacin de las propiedades macroscpicas de una disolucin producto de la variacin de la cantidad de soluto. Esta propiedad hace mencin a la disminucin de la temperatura necesaria para pasar de un estado desordenado (lquido) a un estado ordenado (slido) producto de un aumento en la molalidad.

22 B En este caso se observa una dilucin, la que se resuelve al aplicar la frmula

.20,05

1

25,0

5,01,0

5,01,025,0

1

1

1

2211

LV

M

LMV

LMVM

VCVC

23 E Los factores o variables de cualquier proceso qumico, son las encargadas de modificar la propiedad en estudio, en este caso, la solubilidad de un soluto en un disolvente determinado. De este modo, al variar cualquiera de los factores mencionados en las alternativas, se modificar la solubilidad de la disolucin.

24 A En una molcula de agua, el tomo de oxgeno se une a los tomos de hidrgeno por medio de enlaces covalentes de tipo polar. Adems, entre las distintas molculas de agua se establece un tipo de interaccin conocido como puentes o enlaces de hidrgeno.

25 D Considerando las definiciones de % m/v (g soluto en 100 mL de disolucin) y de molaridad (mol de soluto en 1000 mL de disolucin), para cada una de las disoluciones del ejercicio se calcula la masa de soluto en gramos:

Disolucin A:

1 mol soluto 1000 mL disolucin

X mol soluto 500 mL disolucin

X = 0,50 mol

0,50 mol x 40 g/mol = 20 g

Disolucin B:

20 g soluto 100 mL disolucin

X g soluto 100 mL disolucin

X = 20 g

Disolucin C:

0,1 mol soluto 1000 mL disolucin

X mol soluto 1000 mL disolucin

X = 0,1 mol

0,1 mol x 40 g/mol = 4 g

Disolucin D:

5 g soluto 100 mL disolucin

X g soluto 1000 mL disolucin

X = 50 g

Disolucin E:

40 g soluto 100 mL disolucin

X g soluto 10 mL disolucin

X = 4 g

Por lo tanto, la mayor masa de soluto se presenta en la disolucin de la alternativa D.

26 B Una concentracin de 2000 ppm (partes por milln), significa que existen 2000 g de soluto en 1000000 g de disolucin. Por lo tanto:

2000 g soluto 1000000 g disolucin

X g soluto 100 g disolucin

X = 0,2%

27 B La molcula de agua, presenta una geometra angular, con ngulos de enlace de 104,5.

28 C Al agregar un soluto no voltil a un disolvente puro, el punto de

ebullicin aumenta, como consecuencia de la disminucin de la presin de vapor de la disolucin por efecto del soluto. Las otras alternativas son correctas.

29 E Una dilucin es un procedimiento para preparar una disolucin de menor concentracin a partir de una de mayor

concentracin, lo cual se logra agregando mayor cantidad de disolvente. Por lo tanto, se produce un aumento del volumen y el nmero de moles permanece constante.

30 E Segn los datos de la tabla, la nica opcin incorrecta es la II, ya que para las tres sales, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura, pero la variacin no es lineal, ya que, por ejemplo, cuando la temperatura se duplica, de 20 a 40 C, la solubilidad no aumenta en la misma proporcin.

tem Alternativa Habilidad

1 D Aplicacin

2 A Comprensin

3 B Aplicacin

4 C Comprensin

5 C Aplicacin

6 D Comprensin

7 D Comprensin

8 A ASE

9 C Aplicacin

10 C Aplicacin

11 E Aplicacin

12 C Aplicacin

13 E Aplicacin

14 B Aplicacin

15 B Aplicacin

16 D Aplicacin

17 E ASE

18 B Comprensin

19 D ASE

20 A Aplicacin

21 D Reconocimiento

22 B Aplicacin

23 E Reconocimiento

24 A Comprensin

25 D Aplicacin

26 B Aplicacin

27 B Reconocimiento

28 C Reconocimiento

29 E Comprensin

30 E ASE