Examen disoluciones químicas fawp
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El documento presenta varios problemas relacionados con la preparación y cálculo de concentraciones de disoluciones químicas. Incluye cálculos de concentraciones porcentuales, molaridad, normalidad y diluciones de disoluciones. Los problemas abarcan temas como la pureza del soluto, densidad de la disolución y ecuaciones para mezclar dos disoluciones y obtener una de concentración determinada.
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- 1. Quím 黄 - 1 - EXAMEN N° ____ “ DISOLUCIONES QUÍMICAS ” Especialidad: Grupo: N° de Lista CBTis 71 Alumno Paterno Materno Nombre Docente QFB Fco A. Wong P. 黄 I.- CONCENTRACIONES DE LAS DISOLUCIONES EN UNIDADES PORCENTUALES Concentraciones porcentuales masa-volúmen ( % m/v o bien % p/v) 1.-¿ Cuántos gramos de soluto disuelve con agua hasta preparar 250 ml de solución al 0.5 % Fórmula: % m/v = m x 100 g de soluto = ( o.5% ) ( 250 ml ) = 1,25g de soluto . v 100 ml Concentraciones porcentuales volúmen-volúmen ( % v/v ).- 2.-¿ En 500 ml de solución de HNO3 al 15%, cuantos ml de soluto (HNO3) están disueltos ? Fórmula: % V/V = V de soluto x 100 ml soluto = ( 15% )( 500 ml ) = 75 ml de HNO3 . V de la solución 100 ml II.- CONCENTRACIONES DE LAS DISOLUCIONES EN UNIDADES QUÍMICAS A.-Concentración molal ( m ) de las disoluciones 3.-¿ Cuántos gramos de AgNO3 (ésta es soluble en agua fría ) se deben disolver en 500 ml de agua para que dé la concentración molar de 0.2 molal. Datos: Densidad del H2O = 1 g/ml , PM del AgNO3 = 169.87 g/n n de soluto = _g__ m = n de soluto___ m = g de soluto __ . PM Kg de disolvente (PM)( Kg de disolvente) g de soluto= (PM)( Kg de disolvente)(m) gr soluto = (0.2 n/kg )(169.87 g/n )(0.5% Kg) = . gr = 16.987 g AgNO3 B.- Concentracion Molar ( M ) de las disoluciones 4.- Calcular la concentración Molar de una solución al 70% en peso de Ácido Nítrico (HNO3), PM=63.012 g/mol, si la densidad de la solución es de 1.42 g/mL. Datos: M = n de soluto n = g M = g de soluto D = g g = ( D )( ml ) . L de disolución PM (PM)( L de disolución ) ml MOLARIDAD MOLES MOLARIDAD DENSIDAD GRAMOS Paso1.- Con la fórmula de la densidad calcular los gramos de HNO3 en 1 Lt de solución al 70%. D = g/ml entonces g = ( D )( ml ) así g = ( 700 ml )( 1.42 g/ml ) = tiene 994 g de HNO3 Paso 2.- moles = gramos = 994 g de HNO3 15.7 moles . peso molecular 63.012 g / mol Paso 3.- M = n = 15.7 moles lo que es igual a 15.7 M . Lt 1 Lt O bien aplique la fórmula M = g de soluto = 994 g = HNO3 = 15.7 M . (PM)(Lt de disolución) (63 .012 g / n)(1 Lt) 5.-¿ Cuál es la molaridad de una disolución de 30 g de Hidróxido de sodio, Dato PM del NaOH = 40 g/mol, disueltos en 3.8 Lts de agua a una temperatura de 25°C ? Expresada en a) moles/Lt, b) milimoles/ml c) milimoles/Lt. . Resultado NaOH = 0.197 M
- 2. Quím 黄 - 2 - a) M = g de soluto = 30 g = 0.197 n/Lt = 0.197 M . ( PM ) ( Lt de disolución ) ( 40 g/mol ) (3.8 Lts) Nota: La conc. molar se expresa entre corchetes: NaOH = 0.197 M b) En milimoles/ml M = mg de soluto = 30 000 mg = NaOH = 0.197 mmol/ml . ( PM )(mL de disolución) (40 mg/mmol )( 3 800ml) c) En milimoles/Lt M = mg de soluto = 30 000 mg = NaOH =197.36 mmol/Lt . ( PM ) ( Lt de disolución ) ( 40 mg/mmol )( 3. 8 Lt) 6.- ¿ Cómo prepara 1Lt de solución 0.8 M de H2SO4, cuya D = 1.84 g/mL? . n° de moles = gramos . Peso Molecular Datos: Paso # 1 Fórmula de la Molaridad M = n Por lo tanto M = gramos . Lt (PM) (Lt) Despejando: gramos =( M )( PM )( Lt ) PM del H2SO4 = 98.08 g/mol V = 1000ml= 1 Lt g = ( 0.8 n/Lt )( 98.08 g/n )(1 Lt) = 78.464 g de H2SO4 M = 0.8 n/Lt g = 78.464 g de H2SO4 Paso # 2.- Conversión de gramos a mililitros, D = gramos DESPEJO mL = g/D . con la fórmula de la Densidad. mL . mL = g/D = 78.464 g mL = 42.64 mL de H2SO4 . . 1.84 g/mL 7.-¿Qué volumen de HCl concentrado ( V1 ), utilizo para preparar 1 Litro de solución 0.1 M de HCl , si en la etiqueta de la botella se lee: Densidad = 1.18 g/ml, porcentaje de pureza del 36% al 38%. PM del HCl = 36.46 g/n M = ( D ) ( V1 )( X1 ) . . ( PM )( V2 ( X2 ) V1 = ( M ) ( PM ) ( V2 ) ( X2 ) = ( 0.1 n/Lt )( 36.46 g/mol)( 1 Lt )( 100%) . ( D ) ( X1 ) ( 1.18 g/ml )( 37 % ) V1 = 8.35 ml de HCl conc.37%, D= 1.18g/ml Resultado: V1 = 8.35 ml de HCl de conc.37%. 8.-¿ Cómo prepara 100 ml de solución de HCl 5 x 10 -5 M a partir del reactivo concentrado de 36-38% de pureza, D = 1.1631 g/ml, PM = 36.46 g /mol ? M = ( D ) ( V1 ) ( X1 ) V1 = (M) ( PM ) ( V2 ) ( X2 ) . ( PM ) ( V2 ) ( X2 ) ( D ) ( X1 ) V1 = ( M ) ( PM ) ( V2 ) ( X2 ) = ( 5 x 10 -5 mol/L )( 36.46 g /mol )( 0.1 L )( 100%) . ( D ) ( X1 ) ( 1.1631 g/ml )( 37 % ) .
- 3. Quím 黄 - 3 - V1 = 4.23 x 10 -4 ml de HCl de conc 37 % de pureza, D = 1.1631 g/ml Procedimiento: S1 = Con una una alícuota de 4.23 ml de HCl, D = 1.1631 g/ml del 36-38 %, hacemos 1 L de sol´n de mayor C que la requerida en tres ordenes de magnitud = 4.10 x 10-1 de HCl siendo por ende su molaridad, superior en tres órdenes a la M requerida 5 x 10 -2 M = 0.05 M de HCl S2 = Con 1 ml del matráz S1 5 x 10 -2 M , aforado a 1 Lt de sol´n obtenemos la C de 5 x 10 -5 M y de aquí tomo los 100 ml que se necesito problema inicial Preparación de soluciones Molares con solutos sólidos pureza < > 100% 9.- ¿ Cuántos gramos de CLORURO DE POTASIO con 80% de pureza ( p/p), disuelve en 4 Lt para preparar solución al 0.25 M ? Datos: PM KCl = 74.555 g/mol , X1 = 80 % p/p, registro de la etiqueta del envase. M = ( g_)( X1 )___ g de soluto= ( M )( PM )( V )( X2 ) . ( PM )( V )( X2 ) X1 g de soluto= ( M )( PM )( V )( X2 ) = (0.25 mol/Lt)( 74.555 g/mol)(4 Lt)(100%) = 93.19375 g de KCl . X1 80% DISOLUCIONES QUE RELACIONAN MOLARIDAD- DENSIDAD - PORCENTAJE 10.- ¿ Qué % en peso tiene una disolución de BaCl2 1.6 Molar , PM = 208.246 g/mol. Si la densidad de la disolución es de = 1.2793 g/ml ? Despejar V1 = Volumen del soluto líquido a disolver M = ( Densidad) ( V1 ) ( X1 ) V2 = Volumen del disolvente en el total . ( PM ) ( V2 ) ( X2 ) X1 = % original de la etiqueta del envase . . X2 = Porcentaje en 100% despeje de X1 X1 = ( M ) (PM ) ( V2 )( X2 ) = (1.6 mol/Lt )( 208.246 g/mol) ( 1 Lt)(100%) . ( Densidad) ( V1 ) ( 1.2793 g/ml ) ( 1000 ml ) . X1 = 26 % 11.- Calcular la molaridad de una disolución de Ácido acético: CH3 - COOH , cuyo % en peso es de 99.5 % y la densidad registrada en su envase, D = 1.05 g/ml. M = ( Densidad)( V1 )( X1 ) = ( 1.05 g/ml ) ( 1000 ml) ( 99.5 % ) = 17.3980 mol/Lt . ( PM )( V2 )( X2 ) ( 208.246 g/mol )( 1 Lt ) ( 100 % ) Normalidad de disoluciones que relacionan la densidad del soluto con su riqueza 12.- Calcular el volumen de ácido sulfúrico concentrado H2SO4, necesario para preparar 1 Lt de solución 0.1 N , Densidad = 1.8 g/ml , porcentaje de pureza o riqueza = 98 % . Fórmula: N = ( Densidad del soluto líquido)(V1) ( X1 ) . . ( Eq )(V2 ) ( X2 ) Paso 1 Peq de un ácido = PM = 98.08 g/mol = 49.04 g/ peq . N° de H 2 Paso 2 V1 = ( N )( Peq )(V2) ( X2 ) = (0.1 Peq/Lt)( 49.04 g/ peq )( 1 Lt)(100%) = 2.77 ml . . ( D ) ( X1 ) ( 1.8 g/ml ) ( 98 % )
- 4. Quím 黄 - 4 - Preparación.- Se sacan 2.77 ml de ácido sulfúrico H2SO4 , concentrado del envase original, D = 1.8 g/ml, al 98% y se depositan en un matráz de 1 Lt que previamente tiene 100 ml de Agua , agitar suavemente y terminar de aforar a 1 Lt. ¡ NUNCA agregue el agua al ácido ! Salpicaduras y quemaduras ! NORMALIDAD DE DISOLUCIONES HECHAS CON SOLUTOS SÓLIDOS DE PUREZA < > 100 % 1 3.- ¿ Cuántos gramos de NaOH al 73 % ( peso/peso ) de pureza, se deben disolver en 5 Lt de agua para que la concentración de ésta solución sea del 0.5 N ? Datos: el PM del NaOH = 40 g/mol N = gramos . X1 Eq . V . X2 Paso 1.- Sacar el valor del Peq , sabiendo que : . Peq de una base = su Peso Molecular . · . ’ Peq del NaOH = 40 g/mol = 40 g/Eq . N° de OH 1 Paso 2.- Substituya los valores conocidos en la ecuación del peso del soluto de las soluciones Normales. = 136.98 g de NaOH Concentración de las disoluciones que relacionan Densidad y porcentaje del soluto. 14.- Problema.- ¿ Qué porcentaje peso/peso tiene una disolución de HCl, cuya densidad es de 1.18 g/ml y su concentración de 40.76 g/Lt ? Datos: D =1.18 g/ml., X2 = 100 % ., V1 = V2 C = 40.76 g/Lt X1 = = = 3.45 % Cálculos de dilución de soluciones 15.-Problema.- Un matraz contiene 59 ml de solución de BaCl2, concentración 0.0258 M , si diluye ésta solución con H2O a tener 134 ml., ¿ Cuál es su nueva molaridad ? ( C1)( V1) = ( C2 ) ( V2 ) depejando: C2 = C2 =( 0.0258n/Lt)(0.059Lt) = 0.0113 n/Lt de BaCl2 = 0.0113 M . 0.134 Lt 16.- Problema: Un matraz contiene 45 ml de una solución de HCl 0.5 N, si ésta solución es diluida a 150 ml con agua destilada ¿ Cual es Normalidad de la nueva solución ? NA = 0.5 N NA x VA = NB x VB VA = 0.045 Lt NB = ¿ ? NB = .. . NB = = 0.15 VB = 0.150 Lt NB = 0.15 N Cálculos para mezclar DOS Soluciones y obtener una 3era SOLUCIÓN de CONC. predeterminada . ECUACIÓN ( C1 ) ( V1 ) + (C2 ) ( V2 ) = ( C3 ) ( V3 ) 16.- Problema: ¿ Qué volumen de H2SO4 0.9 M se debe adicionar a 500 ml de una solución 0.4 M de H2SO4 para disponer de una solución 0.7 M de H2SO4 ? Datos: MA = 0.9 mol/Lt Recuerde que nA + nB = nTotales MB = 0.4 mol/Lt y que VA + VB = V Total Así:
- 5. Quím 黄 - 5 - VB = 0.5 Lt M T = 0.7 mol/Lt (MA)(VA) + (MB)(VB)= (M Total )(V Total ) ( Molaridad de A)( Volumen de A) + (Molaridad de B) (Volumen de B)= (M Total )(V Total ) . .Por lo tanto: (MA)(VA) + (MB)(VB) = (M T )( VA + VB ) Mt por la Suma de los dos volúmenes . (MA)(VA) + (MB)(VB) = (M T )( VA) + (M T )( VB ) .. (MA)(VA) = (MT )( VA) + (M T )( VB ) - (MB)(VB) . (MA)(VA) - (M T )( VA) = - (MB)(VB) + (M T )( VB ) . VA( MA- M T ) = -VB (MB + M T ) VA = -VB (MB + M T ) . . ( MA- M T ) VA = - 0.5 Lt (0.4 mol/Lt - 0.7 mol/Lt ) . 0.9 mol/Lt - 0.7 mol/Lt VA = -0.2 Lt + 0.35 Lt . . 0.2 VA = 0.75 Lt. de H2SO4 0.9 M con VB que son 0.5 Lt. de una solución 0.4 M de H2SO4 . VA + VB = Vc (0.75 Lt.)+ ( 0.5 Lt.) = 1.25 Lt de H2SO4 0.7 M.