Problemas de disoluciones (ii) 1º bac resueltos curso 13 14

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Problemas de disoluciones (ii) 1º bac resueltos curso 13 14

  1. 1. PROBLEMAS DE DISOLUCIONES 1º BACHILLERATO EN LOS EXÁMENES NO SE DAN LAS FÓRMULAS Ejercicio 1.- Se tienen 40,8 gramos de amoniaco (NH3) y 350 gramos de agua. Calcular: a) El porcentaje en masa. b) La fracción molar del soluto y del disolvente DATO M. atm N=14; H=1; O=16 Solución: a) 10,44%; b) Xs = 0,11 DESARROLLO g. soluto · 100 a) 40,8 g + 350 g = 390,8 g disolución. Aplicamos la fórmula: % = g. disolución 40,8 · 100 = = 390,8 10,44% b) M.M NH3 = 17 g mol-1 M.M H2O = 18 g mol-1 moles soluto XS = 40,8/17 moles = moles soluto + moles disolvente = (40,8/17 + 350/18) moles 2,4 XS= = 0,11 2,4 + 19,4 Ejercicio 2.-Se tiene 24 gramos de hidróxido potásico (KOH) en 256 ml de disolución. Calcular su molaridad. DATO M. atm K=39; O=16; H=1 Solución 1,67 M DESARROLLO M.M KOH = 56 g mol-1 Moles soluto 24/56 moles M= = 1 L disolución = 1,67 moles/L = 1,67 M (1,67 moles de KOH en 1 L disolución 0,256 L Ejercicio 3.- Calcula los gramos de hidróxido potásico que habrá en 450 c.c de una disolución 1,67 M. DATO M. atm K=39; O=16; H=1 Solución 42,08 g. DESARROLLO M.M KOH = 56 g mol-1 Moles soluto M= g/56 g.KOH = 1,67 mol L-1· 0,45 L· 56 g mol-1 = 42,084 g ; 1,67 = 1 L disolución 0,45 L Ejercicio 4.-Con los datos del ejercicio nº 2, ¿sería posible calcular el porcentaje en masa de esta disolución?, ¿y la fracción molar? Razona DESARROLLO Para el cálculo del porcentaje en masa y de la fracción molar necesitamos saber los gramos del disolvente y no nos dan ningún dato para poder calcularlo, por tanto no podremos responder a ningún apartado. 1
  2. 2. Ejercicio 5.- Se tienen 36,5 gramos de cloruro de hidrógeno (HCl) en 360 ml de agua. Calcular: a) El porcentaje en masa. b) La fracción molar del soluto. c) Suponiendo que la densidad de la disolución obtenida sea de 1.15 g/ml, calcula la molaridad DATO M. atm H=1; Cl=35,5; O=16 Solución: a) 9,2%; b) 0,047; c) 2,89M DESARROLLO a) 36,5 gramos de cloruro de hidrógeno (soluto) + 360 ml de agua (disolvente) = 396,5 g. disolución 360 g. de agua g. soluto · 100 36,5 · 100 %= = g. disolución = 9,2% (Hay 9,2 gramos de soluto en 100 g. de disolución) 396,5 b) MM HCL = 36,5 g mol-1; MM H2O = 18 g mol-1 Moles soluto 36,5/36,5 moles XS = Moles soluto + moles disolvente c) 1 = = (36,5/36,5 + 360/18) moles = 0,047 1 + 20 Para el cálculo de la molaridad necesitamos saber el volumen que ocupan los 396,5 g. de la disolución, por eso nos dan el dato de la densidad. Masa (disolución) Masa D (disolución) = 396,5 g. Volumen = Volumen (disolución) = Densidad = 344,78 ml 1.15 g/ml = 0,34478 L = 0,345 L aproximadamente. Ahora aplicamos la fórmula de la molaridad Moles soluto M= 36,5/36,5 moles = 1 L disolución = 2,89 moles/L = 2,89 M 0,345 Ejercicio 6.- ¿Qué volumen de una disolución 3,5 M de ácido clorhídrico (HCl) se tendrá que tomar, para asegurarnos 9,125 gramos de soluto? DATO M atm H=1; Cl=35,5 Solución 71,4 ml DESARROLLO MM HCL = 36,5 g mol-1 Moles soluto M= 1 L disolución (9,125/36,5) moles 3,5 = 0,25 V disolución = V disolución = 0,0714 L = 71,4 ml 3,5 2
  3. 3. Ejercicio 7.- ¿Cómo prepararías 100 ml de ácido fosfórico 2,0 M a partir de un ácido fosfórico 12 M? DESARROLLO Queremos preparar 100 ml de una disolución de H 3PO4 que sea 2,0 M. Aplicamos la fórmula y sacamos los moles de este ácido que necesitamos tener: Moles H3PO4 Moles H3PO4 M= 2,0 = 1 L disolución Moles H3PO4 = 0,2 0,1 L Pero nosotros lo que tenemos no es ácido fosfórico puro, lo que tenemos es una disolución 12 M, por tanto lo primero que tenemos que saber es la cantidad de esta disolución 12 M tenemos que coger para asegurarnos los 0,2 moles que necesitamos: 0,2 moles 0,2 12 = V= V = 0,0166 L = 16,6 ml de la disolución 12 M 12 Se echa agua hasta llegar a los 100 ml disolución 16,6 ml 100 ml disolución 12M 16,6 ml 2M Ejercicio 8.-Se quiere preparar 1,5 litros de una disolución 2M de ácido clorhídrico a partir de un ácido clorhídrico del 35,2 % en masa y densidad de 1,175 g/ml. ¿Cómo se haría este proceso? DATO M. atm H = 1; Cl = 35,5 DESARROLLO La forma más fácil es utilizando el factor de conversión, por supuesto también se puede hacer utilizando las fórmulas 2 moles HCl puro 36,5 g HCl 100 g. disolución 1,5 L disolución 1 L disolución 35,2% 1,175 = 264,75 ml 35,2 g HCl puro 1,175 g. disolución 1 mol HCl puro 264,75ml Se tomará de la botella los 264,75 ml 1 ml disolución H2O Se echará agua hasta completar los 1,5 L 264 ml 3 1,5 l
  4. 4. Ejercicio 9.- Se prepara una disolución disolviendo 18,0 g de cloruro cálcico (CaCl 2), en 72,0 g de agua, obteniéndose una densidad de 1,180 g/ml. a) ¿Cuál es la molaridad de la disolución? b) ¿Cuál es la molalidad? c) ¿Cuál es la fracción molar del soluto? d) ¿Cuál es el porcentaje en masa? DATO M. atm Ca=40; Cl=35,5 Solución a) 2,13 M; b) 2,25 m; c) 3,89 · 10-2; d) 20% DESARROLLO a) 18,0 g CaCl2 (soluto) + 72,0 g. H2O (disolvente) = 90 g. disolución. Calculamos ahora el volumen que ocupan eso 90 g. disolución, aplicando el dato de la densidad. Masa (disolución) Masa D(disolución) = V= Volumen (disolución) 90 g = D = 76,27 ml = 0,07627 L 1,180 g/ml MM CaCl2 = 111 g mol-1 Moles soluto M= (18/111) moles = 2,13 M (2,13 moles de CaCl2 en 1 L disolución) 0,07627 L M= 1 L disolución b) Moles soluto m= m= 1 Kg disolvente (18/111) moles = 2,25 m (2,25 moles de CaCl2 en 1 Kg de agua) 0,072 Kg c) Moles soluto XS = (18/111) moles = Moles soluto + Moles disolvente d) g. soluto · 100 %= 18 · 100 = g. disolución = 20% 90 4 = 0,0389 = 3,89 · 10-2 [ (18/111) + (72/18)] moles
  5. 5. Ejercicio 10.- ¿Qué volumen de agua hay que añadir a 250 ml de una disolución de ácido sulfúrico 1,7 M para que pase a ser 0,9M? Solución 222, ml DESARROLLO Lo primero que tenemos que calcular son los moles que hay de ácido sulfúrico en los 250 ml de la disolución 1,7 M moles 1,7 M = Moles H2SO4 = 0,425. 0,25 L Con esa cantidad utilizada (250 ml) tengo 0,425 moles de ácido sulfúrico, ahora solo tengo que echar agua hasta que la disolución pase a ser 0,9M 0,425 0,9 M = V = 0,4722 L. Este es el volumen que tiene que tener la disolución, como ya tenemos 0,25 ml de la disolución primera, tendré que echar agua hasta completar los 0,4722 L: V Vagua = V – V inicial = 0,4722 – 0,25 = 0,2222 L = 222,2 ml 1,7 M Se echa 250 ml 222 ml agua 0,4722 L 250 ml 0,9M 0,425 moles Ejercicio 11.- Se tienen 186 ml de una disolución 1,5 M de cloruro de sodio y se añaden 57 ml de agua. ¿Cuál será el valor de la nueva molaridad? Solución 1,15 M DESARROLLO Parecido al anterior, se sacan los moles que hay de soluto (NaCL) en los 186 ml de la disolución y luego se divide por el volumen total que será 186 + 57 = 243 ml = 0,243 L, y ahora se calcula la nueva molaridad. Moles NaCL 1,5 M = 0,279 moles = 0,279 moles NaCl 0,186 M= = 1,148 =1,15 M 0,243 5
  6. 6. Ejercicio 12.- La fracción molar del ácido fluorhídrico (HF), en una disolución madre de dicha sustancia es 0,464, siendo su densidad 1,17 g/ml. a) ¿Qué molaridad presenta la disolución? b) Calcula el porcentaje en masa de HF en esta disolución. DATO M. atm F=19; H=1 Solución a) 28,7 M; b) 49,0% DESARROLLO a) Si la fracción molar del soluto es 0,464, esto lo podemos poner así: 0,464 moles HF 0,464 moles HF 0,464 = = ; Por tanto X = 1 – 0,046 = 0,536 1 mol total 0,046 moles HF + X moles H2O Así pues ya sabemos que en esa disolución tenemos 0,464 moles HF y 0,536 moles H2O, estas cantidades las pasamos ahora a gramos: MM HF = 20 g mol-1; MM H2O = 18 g mol-1 20 g HF 0,464 moles HF · = 9,28 g HF (soluto) 1 mol HF 9,28 + 9,648 = 18,928 g. disolución 18 g. H2O 0,536 moles H2O · = 9,648 g H2O (disolvente) 1 mol H2O A partir de aquí, se hace como cualquier otro problema de disolución: Calcularemos el volumen que ocupan los 18,928 g. de disolución con el dato de la densidad. 18,928 g 1,17 g/ml = 18,928 g V= V Moles soluto M= 0,464 moles = 1 L disolución = 16,18 ml = 0,01618 L 1,17 g/ml = 28,67 M = 28,7 M (28,7 moles HF en 1 L disolución) 0,01618 L b) g. soluto · 100 %= 9,28 · 100 = g. disolución = 49,02% = 49% 18,928 6
  7. 7. Ejercicio 12.- La fracción molar del ácido fluorhídrico (HF), en una disolución madre de dicha sustancia es 0,464, siendo su densidad 1,17 g/ml. a) ¿Qué molaridad presenta la disolución? b) Calcula el porcentaje en masa de HF en esta disolución. DATO M. atm F=19; H=1 Solución a) 28,7 M; b) 49,0% DESARROLLO a) Si la fracción molar del soluto es 0,464, esto lo podemos poner así: 0,464 moles HF 0,464 moles HF 0,464 = = ; Por tanto X = 1 – 0,046 = 0,536 1 mol total 0,046 moles HF + X moles H2O Así pues ya sabemos que en esa disolución tenemos 0,464 moles HF y 0,536 moles H2O, estas cantidades las pasamos ahora a gramos: MM HF = 20 g mol-1; MM H2O = 18 g mol-1 20 g HF 0,464 moles HF · = 9,28 g HF (soluto) 1 mol HF 9,28 + 9,648 = 18,928 g. disolución 18 g. H2O 0,536 moles H2O · = 9,648 g H2O (disolvente) 1 mol H2O A partir de aquí, se hace como cualquier otro problema de disolución: Calcularemos el volumen que ocupan los 18,928 g. de disolución con el dato de la densidad. 18,928 g 1,17 g/ml = 18,928 g V= V Moles soluto M= 0,464 moles = 1 L disolución = 16,18 ml = 0,01618 L 1,17 g/ml = 28,67 M = 28,7 M (28,7 moles HF en 1 L disolución) 0,01618 L b) g. soluto · 100 %= 9,28 · 100 = g. disolución = 49,02% = 49% 18,928 6

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