Guía de Ejercicios Soluciones y propiedades coligativas

1Guía de Ejercicios de soluciones y propiedades coligativas Porcentaje m/m 1.- Una solución de ácido clorhídrico (HCl) acuosa, tiene una concentración de 37.9 % m/m. ¿Cuántos gramos de esta solución contendrán 5.0 g de ácido clorhídrico? 2.- ¿Qué concentración en % m/m tendrá una solución preparada con 20.0 g de NaCl (cloruro de sodio, sal común) y 200.0 g de agua? 3.- Se requieren 30.0 g de glucosa para alimentar a una rata de laboratorio. Si se dispone de una solución de glucosa (C6H12O6) al 5.0 % m/m, ¿Cuántos gramos de esta solución serán necesarios para alimentar a las ratas? 4.- Se dispone de una solución acuosa al 35.0 % m/m ¿Cuánta agua hay que agregar a 80.0 g de esta solución para que se transforme en una de 20.0 % m/m? Porcentaje m/v 5.- Se prepara una solución acuosa con 55.0 g de KNO 3 (nitrato de potasio), disolviendo la sal hasta completar 500 mL de solución. Calcule su concentración en % m/v 6.- Se obtiene una solución de concentración 33.5 % m/v. a) b) c) d) ¿Qué significa 33.5 % m/v? ¿Qué densidad posee la solución si 100.0 mL de ella pesan 111.0 g? ¿Cuántos gramos de soluto habrá en 40.0 mL de solución? Si se agrega agua a estos 40.0 mL de solución hasta completar 100.0 mL ¿Cuál será el % m/v de la solución resultante? 7.- Se mezclan 40.0 mL de una solución de CuSO4 (sulfato de cobre), cuya concentración es de 67.0 % m/v, con 60.0 mL de otra solución de la misma naturaleza, cuya concentración es de 25.0 % m/v. ¿Cuál es la concentración de la nueva solución obtenida de la mezcla? 8.- Al mezclar 13.5 g de NaOH con 56.8 g de agua se obtiene una solución cuya densidad es de 1.15 g/mL. Determine el % m/v de la solución resultante. 9.- En una reacción química se producen 350 mg de clorhidrato de anilina (C 6H8NCl). Si las aguas madres (Volumen de líquido en el que está disuelto el producto de la reacción) alcanzan un volumen de 150.0 mL, ¿cuál será la concentración del clorhidrato en la solución resultante de la reacción? Porcentaje v/v 10.- Se prepara una solución acuosa con 55.0 mL de metanol (CH3OH), cuyo volumen total es de 500 mL. Calcule su concentración en % v/v. 11.- Se obtiene una solución de concentración 33.5 % v/v. a) b) c) d) ¿Qué significa 33.5 % v/v? ¿Qué densidad posee la solución si 100.0 mL de ella pesan 111.0 g? ¿Cuántos mL de soluto habrá en 40.0 mL de solución? Si se agrega agua a estos 40.0 mL de solución hasta completar 150.0 mL. ¿Cuál será el % v/v de la solución resultante?. 2 12.- A partir de una solución acuosa de alcohol etílico (CH 3CH2OH) al 65.0 % p/p, de densidad 1.35 g/mL, se debe preparar otra solución, cuya concentración sea 12.0 % v/v del alcohol. Las densidades del agua y del alcohol etílico son respectivamente 1.00 g/mL y 0.79 g/mL. Determine el volumen de la solución alcohólica de la que se dispone, para obtener 100 mL de la solución deseada. Molaridad 13.- ¿Cuál es la concentración molar de una solución de HCl (ácido clorhídrico) que contiene 73.0 g de soluto en 500 cm3 de solución? Dato: 1.0 cm3 = 1.0 mL. 14.- Calcule el número de moles de soluto en las siguientes soluciones: a) 2.5 L de BaCl2 (cloruro de bario), 2.0 M. b) 5.0 L de NaI (yoduro de sodio), 0.53 M. 15.- 3.50 L de una solución, contienen 41.7 g de MgCl2 (cloruro de magnesio). Calcule la molaridad de esta solución. 16.- Se dispone de dos frascos que contienen respectivamente una disolución 0.75 M de ácido sulfúrico (H2SO4) y 3.00 M de ácido sulfúrico, ¿Qué volumen habrá que emplear de c/u sin añadir agua, para obtener 0.120 L de solución 1.5 M. Suponga que hay aditividad de soluciones. 17.- Se desea preparar 500 mL de solución de ácido clorhídrico (HCl) 0.10 M a partir de un ácido comercial cuya densidad es 1.19 g/mL y su concentración 37.0 %p/p. Calcule el volumen del ácido que necesite para preparar esta solución. Partes por millón 18.- ¿Qué significa la expresión 755 ppm? 19.- ¿Cómo prepararía 30.0 L de una solución acuosa de arcilla de concentración 500ppm? 20.- En un análisis atmosférico en el centro de Santiago y al medio día; se encontró, después de aspirar y filtrar (durante una hora), un volumen de 500 mL de aire por segundo, que se retuvo 0.540 kg de finísimo polvo de carbón, producto de la contaminación ambiental, provocada por los motores de combustión interna. ¿Cuál era la concentración en ppm del centro de la capital a esa hora? 21.- Una suspensión coloidal (solución constituida por un sólido finamente dividido disperso en un líquido), se forma con 1500 mL de agua y un finísimo polvo de carbón (de esta mezcla se produce la Tinta China). Si el análisis demuestra que su concentración es de 550 ppm, ¿cuánto carbón se utilizó para prepararla? 22.- Se mezclan dos soluciones nocivas de 555 ppm y 147 ppm de talco en suspensión respectivamente, formando una nueva suspensión con 11.3 m3 de la primera y 23.5 m3 de la segunda. ¿Cuál es la concentración en ppm de la nueva nube de talco? 3 Molalidad 23.- 30 g de NaOH (Peso molecular: 40 g/mol), se disuelven en 240 ml de agua. Calcular la molalidad de la solución. (Dato: la densidad del agua es 1 g/ml). 24.- Se dispone de una solución 0.6 m. ¿En qué masa de solvente se encontraran disueltos 75 g del soluto, sabiendo que su Peso molecular es de 25 g/mol? 25.- Se disuelven 15.0 g de etilén glicol (que se usa como anticongelante, de fórmula C3H6O2), en 485 g de agua. Calcular la concentración molal. (Dato: PAC=12; PAH=1; PAO=16) 26.-Un matraz aforado (recipiente de vidrio que sirve para preparar soluciones), se ha preparado 500 mL de una solución al 40 % p/v de H2SO4 (PM=98 g/mol). Si la densidad de la solución es 1,22, calcular la molalidad de la solución. 27.- ¿Cuántos gramos de agua se deben adicionar a 85.0 g de glucosa (C 6H12O6), para preparar una solución 2.0 m? Normalidad 28.- Calcule la normalidad de las siguientes disoluciones acuosas: a) 18.2 g de ácido sulfúrico (H2SO4) en 750.0 mL de disolución que se utiliza en reacciones en las cuales se reemplazan ambos iones hidrógeno. b) 14.1 g de Hidróxido de potasio (KOH) en 625.0 mL de disolución c) 0.900 g de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) en 830.0 mL de disolución que se utiliza en reacciones en las cuales se reemplazan ambos iones hidróxido. 29.- Calcule los gramos de soluto que se necesitan para preparar las siguientes disoluciones acuosas a) 350.0 mL de una disolución 0.0100 N de HCl b) 145 mL de una disolución 0.800 N de ácido fosfórico (H3PO4) c) 400 mL de una disolución 0.0200 N de Ca(OH)2 30.- Calcule los mL de disolución acuosa que se requieren para tener los siguientes compuestos a) 75.0 g de HNO3 a partir de una disolución 4.00 N b) 1.85 g de Ba(OH)2 a partir de una disolución 0.0400 N Fracción molar 31.- 45 g de LiOH (PM=24 g/mol) se disuelven en 180 g de agua. Calcular la fracción molar del LiOH 32.- Se dispone de una disolución acuosa de ácido acético (CH3COOH) al 56 % m/m. Calcular la fracción molar de cada componente de la disolución. 33.- 72.5 g de LiF (PM = 29 g/mol) se disuelven en 360 mL de agua. Calcular la fracción molar del LiF. 34.- 60 gramos de Benceno (C6H6) se disuelven en 80 g de CCl4. Calcular la fracción molar de cada componente. 4 35.- Se mezclan homogéneamente dos sustancias A y B. La fracción molar de A es 0.25. Calcular la fracción molar de B. Propiedades coligativas 36.- Se disolvieron 60.0 g de un compuesto no ionizable en 1000 g de agua. El punto de congelación del disolvente disminuyó en 1.02°C. Calcule el peso molecular de la sustancia no ionizable. (Dato. Kc = 1.86). 37.-Cuando se disolvieron 5.17 g de naftaleno (C10H8), sustancia que no es un electrolito, en 100 g de tetracloruro de carbono (CCl4), el punto de ebullición del CCl4 aumentó 2°C. ¿Cuál es la constante ebulloscópica, Ke, del CCl4? 38.- Se ha sospechado que el elemento selenio (Se) es un polímero del tipo Se n. Para encontrar su fórmula se disolvieron 3.26 g de Se en 226 g de benceno (C6H6), observándose una disminución de 0.112 °C del punto de congelación del benceno puro. Encuentre la fórmula molecular del Se. (Datos. P. Eb. del benceno puro: 80.08°C; Ke = 2.57). 39.- Calcule el peso molecular de soluto que se encuentra en cada una de las disoluciones siguientes: a) 15.0 g de soluto en 200 g de agua, que hierven a 100.39°C. (Dato. Ke=0.52) b) 2.0 g de soluto en 10.0 g de agua, que hierven a 101.35°C c) 1.0 g de soluto en 50.0 g de CCl4, que hierven a 77.8°C. (Datos. P.eb CCl4=76.80°C; Ke=5.05) 40.- Se mezclaron totalmente dos disoluciones, la primera conteniendo 30 g de sacarosa (C12H22O11) en 2 litros de agua y la segunda, un litro de disolución 3.5 M de sacarosa. ¿Cuál será la presión osmótica () a 27°C de los 3 litros de la mezcla? 41.- La presión de vapor del agua a 20ºC es de 17,53 mm Hg. A 24 moles de agua se le añade 1 mol de urea (PM = 60) y se desea calcular: a) la presión de vapor de la disolución b) el % en peso de la urea. 42.- La presión de vapor del agua pura a 25°C es 23.76 mm de Hg. La presión de vapor de una disolución conteniendo 5.40 g de un soluto no volátil y no electrolito en 90 g de agua es 23.32 mm de Hg. Calcular el peso molecular del soluto. 43.- Calcule la presión osmótica que corresponde a una solución que contiene 2 moles de soluto en 1 litro de solución. La temperatura de trabajo es de 17°C. 44.- Disolviendo 6.73 g de sacarosa (PM=342) hasta formar 1500 mL de solución, a la temperatura ambiente de 20°C. ¿Cuál es la presión osmótica que le correspondería? 45.- Calcular el peso molecular del tiofeno sabiendo que una solución de 100 mL que contiene 0.32 g de ese compuesto en alcohol, mostró una presión osmótica de 510 mm de Hg a 20°C. 46.- Calcular el peso molecular del naftaleno sabiendo que al disolver 0.1 mol de una sustancia en 100 g de naftaleno, la presión de vapor a 150°C es 107 mm. A esa misma temperatura el disolvente puro presenta una presión de vapor de 121 mm. 47.- El punto de ebullición de la acetona se ha elevado en 0.32°C al disolver 0.289 g de una sustancia en 18 g de acetona. Calcular el peso molecular de esa sustancia. K e=1.73. 5 48.- En 300 g de agua se han disuelto 270 g de dicho soluto, a 95°C. Calcule, cuántos gramos de soluto quedan sin disolver, si la temperatura disminuye a 30°C. 49.- El comportamiento de solubilidad de un soluto A en un solvente B, está dado por la siguiente gráfica. Se disuelven 2 Kg del soluto A en 2 Kg del solvente B, a 25°C. Posteriormente se calienta la solución hasta llegar a 60°C. Calcular la cantidad de soluto A que quedará sin disolver. 50.- Se prepara una solución disolviendo 220 g de KNO3 en 200 g de agua a 70°C. Luego se enfría hasta 30°C, temperatura a la cual la solubilidad es 43 g de KNO 3 por 100 g de agua. Calcular la masa de KNO3 que queda sin disolver. 51.- La presión de vapor del agua a 60°C es 149.4 mm Hg. Calcular la presión de vapor de una disolución que contiene 25 g de glucosa (C6H12O6) en 150 g de agua a 60°C. (Datos. C=12, H=1, O=16) 52.- Calcular la concentración molal de glucosa en agua que se necesita para elevar su punto de ebullición en 1,3°C. (Ke agua=0.52) 53.- Si 25 g de un compuesto desconocido se disuelven en 340 g de benceno, el punto de ebullición se eleva 1.38°C. Calcular el peso molecular del compuesto desconocido. (Ke benceno=2.53) 54.- Determine la constante ebulloscópica de un solvente, si al disolver 100 g de urea (masa molar 60 g/mol) en 250 g de este solvente, éste incrementa su temperatura de ebullición en 2,1 °C. 55.- Si al disolver 20 g de urea (masa molar 60 g/mol) en 200 g de solvente se observa que el punto de ebullición de la solución es de 90 °C, determine el punto de ebullición de un solvente puro cuya constante ebulloscópica es 0,61 °C/molal, 56.- - El agua de mar contiene 3,4 g de sales por cada litro de solución. Suponiendo que el soluto consiste totalmente en NaCl (más del 90 % es NaCl), calcule la presión osmótica del agua de mar a 20º C. (Datos: Na=23, Cl=35.5) 57.- ¿A qué temperatura se congelará una disolución acuosa de ácido cítrico (C6H8O7), si su concentración es del 20 % m/m. (Kc agua = 1.86)? 58.- El radiador de un automóvil contiene aproximadamente 7 litros de agua. ¿A qué temperatura congelará el agua si se le agrega 2170 g de etilenglicol (C2H6O2) como anticongelante? (Kc agua = 1.86).