Ejercicios disoluciones 1ºbachillerato

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Ejercicios disoluciones 1ºbachillerato

  1. 1. EJERCICIOS DISOLUCIONES 1ºBACHILLERATOEjercicio 28 (pág. 225).-Determina la molaridad, la molalidad y la fracción molar de soluto de unadisolución formada al disolver 12 g. de hidróxido de calcio en 200 g. de agua, si la densidad deesta disolución es de 1 050 Kg·m-3.DATOS: M. atm Ca=40 u; O=16 u; H=1 u SOLUCIÓNEn este ejercicio diferencian de forma clara la masa de soluto y la masa del disolvente, por tantopodemos saber la masa de la disolución sumando ambas cantidades. Para poder calcular laequivalencia de esa masa de disolución con su volumen (necesario para la molaridad) nos dan eldato de la densidad de la disolución.Gramos disolución = 12 g. (soluto) + 200 g (disolvente) = 212 g. disolución. Aplicamos ahora eldato de la densidad para de esta forma calcular el volumen que ocupan estos 212 g de disolución: g. disolución g. disolución D.disolución =  V. disolución = V. disolución D. disolución 1050 Kg 1050000 gPasamos la densidad dada en Kg/m3 a g/L(dm3)  D = = = 1050 g·dm-3 3 3 1m 1000 dm 212 gV. disolución = = 0,2019 dm3 (L) -3 1050 g·dmMasa molar del Ca(OH)2 = 74 g/mol; Masa molar del H2O = 18 g/molCalculados ya todos los datos necesarios, aplicamos las fórmulas: n. de soluto12 g./74 g·mol-1M= = = 0,80 M ( esto significa 0,80 moles de Ca(OH)2 en 1 L 1 L disolución 0,2019 L disolución) n. soluto 12 g./74 g·mol-1m= = = 0,81 m (esto significa 0,81 moles de Ca(OH)2 en 1Kg 1 kg disolvente 0,200 Kg de agua que es el disolvente) n. soluto 12 g./74 g·mol-1 0,162 molesXs = = = n. soluto + n. disolvente 12 g./74 g·mol-1 + 200 g./18 g·mol-1 0,162 mol+11,11 mol Xs = 0,014 1
  2. 2. Ejercicio 30 (pag. 225).- Calcula la molaridad y la molalidad de una disolución acuosa de ácidosulfúrico al 27% en masa y densidad 1 190 Kg·m-3DATOS: M. atm H=1; S=32; O=16 SOLUCIÓNEn el ejercicio se habla de disolución de ácido sulfúrico, NO DE SOLUTO ÁCIDO SULFURICO, portanto es necesario que encontremos en la cantidad de gramos de disolución que nosotrosqueramos, los gramos de soluto correspondientes utilizando el dato del porcentaje. Yo utilizo eldato del ejercicio que de forma clara me dice que por cada 100 g. de disolución hay 27 g. de ácidosulfúrico puro, es decir, 27 g, de soluto.Como utilizo los 100 g. de disolución, tengo que calcular su equivalencia en volumen para elcálculo de la molaridad:Como ya se ha visto en el ejercicio anterior la densidad 1 190 Kg·m-3= 1 190 g·L y aplicando lafórmula de la densidad, tendremos el volumen equivalente a los 100 g. de la disolución. M. disolución M. disolución D. disolución =  V. disolución =  V. disolución D. disolución 100 g V. disolución = = 0,084 L 1 190 g·LM. molar H2SO4 = 98 g/mol n. de soluto 27 g./98 g·mol-1M= = =3,28 M (esto significa 3,28 moles de H2SO4 en 1 L 1 L disolución 0,084 disolución)Para el cálculo de la molalidad necesitamos los Kg de disolvente:g. disolvente = 100 g. disolución – 27 g. soluto = 73 g. = 0,073 Kg. disolvente n. soluto 27 g./98 g·mol-1m= = = 3,77 m (esto significa 3,77 moles de H2SO4 1 kg disolvente 0,073 Kg. Disolvente en 1 Kg. disolvente. 2
  3. 3. Ejercicio 31 (pág. 225).- Calcula la molaridad, la molalidad y la fracción molar del soluto de unadisolución acuosa de ácido nítrico al 33,50 % en masa y densidad 1 200 Kg·m-3.DATOS: M. atm : H=1; N=14; O=16 SOLUCIÓNEn este ejercicio piden lo mismo que en el 28, la diferencia es que en vez de dar gramos de solutoy gramos de disolvente nos dan el porcentaje de dónde puedo sacar todo.Una disolución al 33,50% significa que en 100 g. disolución hay 33,5 g. de soluto (HNO3 puro) y yotrabajaré con estas cantidades.La densidad 1 200 Kg·m-3 equivale a 1 200 g·L-1. Utilizando este dato calcularé el volumen queocupa los 100 g. de disolución, necesario para el cálculo de la molaridad M. disolución M. disoluciónD. disolución =  V. disolución = V. disolución D. disolución 100 g. V. disolución = = 0,0833 L -1 1 200 g·L M. molar HNO3 = 63 g/mol n. de soluto33,5 g./63 g·mol-1M= = =6,38 M (esto significa 6,38 moles de HNO3 en 1 L disoluc.) 1 L disolución 0,0833Para el cálculo de la molalidad necesitamos los Kg de disolvente:g. disolvente = 100 g. disolución – 33,5 g. soluto = 66,5 g. = 0,0665 Kg. disolvente n. soluto 33,5 g./63 g·mol-1m= = = 7,99 m (esto significa 7,99 moles de HNO3 en 1 kg disolvente 0,0665 Kg un Kg disolvente) n. soluto 33,5 g./63 g·mol-1 0,531 molsXs = = = = 0,126 n. soluto + n. disolvente 33,5 g./63 + 66,5 g./18 0,531 mols+3,694 mols 3
  4. 4. Ejercicio 32 (pág. 225).- Al mezclar 1 L de ácido nítrico al 62,70% en masa y 1380 Kg·m-3 dedensidad con 1L de ácido nítrico al 22,38% en masa y 1 130 Kg·m -3 de densidad, obtenemos unadisolución de 1 276 Kg·m-3 de densidad. Calcula: a) La concentración final en porcentaje en masa. b) El volumen de la disolución final SOLUCIÓN Vamos a calcular los gramos de disolución y de soluto que hay en 1 L de esta disolución. Como la densidad de la disolución es 1380 g·L-1 62,70% esto significa que en 1L hay 1380 g. de disolución. Si ahora aplicamos 1380 g·L-1 la fórmula del porcentaje tendremos: g. soluto · 100 g. soluto · 100 %= ; 62,70 = ; g. soluto=865,26 g. disolución 1380 Ahora hacemos lo mismo con esta otra disolución. Como la densidad de la disolución es de 1130 g·L-1, esto significa que en 1L hay 1130 g 22,38% de disolución. Si ahora aplicamos la fórmula del porcentaje tendremos 1130 g·L-1 g. soluto · 100 g. soluto · 100 %= ; 22,38 = ; g. soluto=252,894 g. disolución 1130Disolución Final:Como ahora se toma 1 litro de la primera disolución y 1 litro de la segunda, sumaremos losgramos de disolución y las gramos de soluto totales al mezclar ambas cantidades: Gramos disolución total = 1380 g + 1130 g = 2510 g disolución Gramos soluto total = 865,26 g + 252,894 g = 1118,154 g solutoAplicando la fórmula del porcentaje, tendremos: g. soluto · 100 1118,154 · 100 %= = = 44,55% g. disolución 2510b) En ningún momento me dicen que los volúmenes sean aditivos, por el contrario me dan el datode la densidad de esta disolución final, como ya sabemos los gramos de disolución final, soloqueda despejar el volumen M. disolución M. disolución 2510 gD. disolución =  V. disolución = = = 1,97 L V. disolución D. disolución 1276 g·L-1 4
  5. 5. Ejercicio 34 (pág. 225).- a) Calcula el porcentaje en masa de una disolución 2 molal de metanol, en agua. b) Calcula los moles de metanol que contienen 5 L de esta disolución si su densidad es de 0,950 Kg·L-1 c) Calcula la molaridad de la disoluciónDATOS: M. atm C=12; O=16; H=1 SOLUCIÓN a) 2 m  2 moles de CH3OH (soluto); Como la masa molar del metanol (CH3OH) es 32 g/mol 1 Kg de disolvente Se podrá entonces decir que en 1 Kg de disolvente hay 2 mol · 32 g = 64 g de metanol 1 mol Por tanto tendremos: 1000 g disolvente 1000 + 64 = 1064 g de disolución 64 g de soluto g. soluto · 100 64 · 100 Si ahora aplicamos la fórmula : %= = = 6,02 % g. disolución 1064 b) Masa disolución Masa disolución D disolución = ; 0,950 Kg·L-1 = Volumen disolución 5L Si ahora despejamos la masa de disolución, tendremos : Masa disolución = 0,950 Kg·L-1 · 5 L = 4,75 Kg disolución = 4750 g disolución. Ahora aplicamos la fórmula del porcentaje y sacamos los gramos de soluto que hay en estos 4750 g. de disolución. g. soluto · 100 g. soluto · 100 6,02 · 4750 %=  6,02 = ; g. soluto = g. disolución 4750 g. 100 g. soluto = 285,95  n = 285,95 g = 8,94 moles metanol puro (soluto) 32 g ·mol-1 n. soluto 8,94 moles c) M = = = 1,79 M ( esto quiere decir que hay 1,79 moles 1 L disolución 5L de metanol puro en 1 L. disolución). 5
  6. 6. Ejercicio 52.- (pág. 227) a) Calcula el porcentaje en masa de cloruro de sodio, en una disolución acuosa saturada a 20 ºC, si su solubilidad a esa temperatura es de 36 g de cloruro de sodio por cada 100 g de agua. b) Calcula la cantidad de cloruro de sodio necesario para preparar una disolución saturada con 5 L de agua a 20 ªC. SOLUCIÓN a) Al decir que la disolución está saturada, nos están diciendo que la máxima cantidad de soluto permitida a la temperatura que nos han dado es de 36 g de NaCl por cada 100 g. de agua. g. de disolución = g. soluto + g. disolvente = 36 + 100 = 136 g. g. soluto · 100 36 · 100 %= = = 26,47 % g. disolución 136 b) En el caso exclusivo del agua, el litro equivale al kilo, por tanto 5 L= 5 Kg = 5000 g. 36 g de NaCl 5000 g de H2O = 1800 g. 100 g. H2O 6

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