Cantidad de sustancia. Gases. Disoluciones. IES Alonso Quesada

Cantidad de sustancia. Gases. Disoluciones.
IES Alonso Quesada
1. ÁTOMOS Y MOLÉCULAS. MOLES
1.1. En 68 gramos de amoniaco, calcular: a) el número de moléculas de amoniaco; b) el número de
átomos que hay en total; c) el número de moléculas de hidrógeno y nitrógeno.
1.2 En 176 gramos de dióxido de carbono. Calcular a) el número de moléculas de dióxido de carbono.
amoniaco; b) el número de átomos que hay en total; c) el número de moléculas de oxígeno.
[Solución: a) 2,41 . 1024 moléculas de CO2; b) 7,23 .1024 átomos; c) 2,41 . 1024 moléculas de CO2]
1.3 Calcular la masa en gramos de veinte millones de moléculas de dióxido de carbono.
1.4 Si 10 gotas de agua ocupan un volumen de 1 cm3 ¿Cuántas moléculas de agua hay en una sola
gota? Si se reparte el nº de moléculas de agua que hay en dicha gotas entre los habitantes de la Tierra
(........) ¿Cuántas le tocaran a cada uno?
1.5 Calcular cuantos átomos de hidrógeno hay en 232 g de gas butano (C4H10)
(DATOS: Masas atómicas: H=1; C=12)
1.6 Calcular cuantos átomos de hidrógeno hay en 220 g de gas propano (C3H8)
(DATOS: Masas atómicas: H=1; C=12)
1.7 a) Una limadura de hierro tiene un masa de 2,79 mg ¿Cuántos átomos tiene? b) ¿Cuál es la masa
en gramos de seis mil millones de moléculas de agua?
2. GASES. ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES. CONDICIONES NORMALES
2.1 ¿Calcular el volumen que ocuparan 128 grs de oxígeno a 750 mm de Hg y 127 ºC?
[132,93 l]
2.2 Calcular el volumen que ocupan 0,72 g de oxígeno a) en c.n. b) a 37ºC y 0,25 atm.
2.3 Calcular la masa molecular de un gas si 2 g del mismo ocupan un volumen de 1,12 l medidos a 27 ºC
y 1 atm de presión.
2.4 Calcular la masa molecular de un gas si 6 g del mismo ocupan un volumen de 4,2 l en c.n
[1,96 g/l]
2.5¿Cuál es la densidad del dióxido de carbono en condiciones normales?
2.6 ¿Cuál es la densidad del trióxido de azufre a 1,5 atm y 27 ºC?
[4,88 g/l]
2.7 Calcular la densidad del amoniaco a 27ºC y 700 mmHg.
2.8 a) Calcular el nº de moléculas de dióxido de carbono que existen en 6 litros de gas en c.n.
b) y si el gas es de oxígeno
2.9 Cuál de los siguientes gases ocupará un volumen mayor en condiciones normales? a) 1,20 litros de
nitrógeno a 25 oC y 748 mm de Hg o b) 1,25 litros de oxígeno a 0º C y 1 atmósfera.
[b]
2.10 El ciclopropano (C3H6) es un gas utilizado como anestésico, ¿cuál es la masa de 1 litro de dicho
gas en condiciones normales?
[1,87 g]
2.11 En las siguientes afirmaciones indica razonadamente si son verdaderas o falsas:
a) En un recipiente de 22,4 l hay un mol de un gas a 1 atm de presión y a una temperatura de 25 oC.
b) Si se aumenta la temperatura de un gas de 20 oC a 40oC, manteniendo la presión constante, el
volumen se duplicará.
c) En un mol de cualquier gas, a cualquier de presión y temperatura siempre hay 6,02 ⋅ 1023 átomos
si el gas es monoatómico o 6,02 ⋅ 1023 moléculas si el gas es poliatómico.
[a) F; b) F; c)V]
2.13 Responde a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cuántas moléculas de nitrógeno quedan en un sistema donde se ha hecho un vacío elevado,
si el volumen del sistema es 128 ml y la presión 5 ⋅ 10-9 mm de Hg a 25 oC?
b) Calcula los gramos de oxígeno que hay en 1 m3 de aire a 27 oC y 1 atm, si el porcentaje en
volumen del oxígeno en el aire es 21%.
c) En una reacción química a 273 oC se ha obtenido, entre otros productos, vapor de agua.
Determina la masa del vapor de agua obtenido, sabiendo que se han recogido 5 l de vapor de
agua a una presión de 0,45 atm.
[a) 2,075.1010 moléculas; b) 273,2 g; c) 0,90 g]
2.14 Al descomponer a volumen constante 8 gramos de un óxido de cobre (II) se obtiene un gas.
Calcula: a) el volumen que ocupa dicho gas, si se recoge a 200 oC y 2 atm de presión. b) Si el gas se
ha recogido en una ampolla cerrada, determina la presión que ejercerá dicho gas, al duplicar la
temperatura.
[a) 0,975 l: b) 4 atm]
2.15 Una muestra de un gas, que ocupa 270 ml a 740 mm de Hg y 98 oC, tiene una masa de 0,276 g.
Se sabe que puede ser volumen metílico (CH2OH), o volumen etílico, (C2H5OH). ¿Cuál es el volumen
presente en la muestra?
[R: CH2OH]
2.16 La densidad de un gas en condiciones normales es 1,48 g/l. ¿Cuál será su volumen a 320 K y 730
mm de Hg?
[Mr= 33,15 g / mol Ö d= 1,21 g/l]
2.17 El motor de un coche tiene un cilindro de volumen 500 cm3. El cilindro está lleno de aire a 70 oC y
1 atm de presión: a) ¿Cuántos moles de oxígeno hay en el cilindro, sabiendo que el porcentaje en
volumen del oxígeno en el aire es 21 %? b) ¿Cuántas moléculas de oxígeno hay en dicho cilindro?
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[a) 3,74.10-3 moles; b) 2,25⋅1021 moléculas]
3. FÓRMULAS QUÍMICAS. COMPOSICIÓN CENTESIMAL. FORMULA EMPÍRICA Y MOLECULAR
3.1 Calcular la composición centesimal de las siguientes sustancias: a) CO2; b) C6H12O6; c) NaNO3
3.2 ¿Qué abono contendrá más nitrógeno 50 g de nitrato de sodio o 30 g de nitrato amónico.?
3.3 El medicamento L-Dopamina, utilizado en el tratamiento de la enfermedad del Parkinson, contiene
el 54,82 % de C, un 5,62 % de H, 7,10 % de N y un 32, 46 % de O ¿Cuál es su formula empírica?
3.4 La putrescina es un producto de la descomposición de la carne, contiene 54,50 % de C; 13,72 % de
H y 31,78 % de N ¿Cuál es sus formula empírica?
3.5 Cuando se queman 1,95 g de un compuesto orgánico, formado exclusivamente por carbono,
hidrógeno y azufre, se obtienen 2,94 g de dióxido de carbono y 1,19 g de agua. a)Calcular la formula
empírica del compuesto; b) Calcular la formula molecular del compuesto orgánico anterior sabiendo
que cuando se vaporizan 1,51 g del mismo ocupan un volumen de 1,0 l medido a 200 ºC y a 0,485 atm.
(C2H4S; C4H8S2)
3.6. La composición centesimal de un gas que tiene una masa molar de 78 g/mol es 92,31% de
carbono y 7,69% de hidrógeno. Hallar su fórmula molecular.
Datos: Ar (H) = 1u; Ar (O) = 16u; Ar (Ca) = 40u; Ar (O) = 16u; Ar (Fe) = 55,8u; Ar (C) = 12u
Nº de Avogadro = 6,022 · 1023 moléculas/mol
3.7 Una muestra de 2,650 g de un compuesto gaseoso ocupa 428 ml a 24,3 oC y 742 mm de Hg. La
composición centesimal del compuesto es 15,5 % de C, 23,0 % de Cl y 61,5 % de F. ¿Cuál es su
fórmula molecular?
[Formula empírica: C2ClF5 ; Mr =154,6 g/mol; Formula molecular: C2ClF5]
3.8 Un hidrocarburo, que tiene 82,7 % de C y 17,3 % de hidrógeno en masa, tiene una densidad de
2,33 g/l a 23 oC y 0,98 atm de presión. ¿Cuál es la fórmula molecular de este hidrocarburo?
[ Formula empírica: C2H5; Mr=29; Formula molecular: C4H10]
4. DISOLUCIONES. (%, g/l, M)
4.1 ¿Cuántos moles, gramos y moléculas de hidróxido de sodio, hay en 50 ml de una disolución 0,500
M de dicho hidróxido?
[0,025 moles; 1 g; 1,5⋅1022 moléculas.]
4.2 Dónde hay mayor cantidad de sustancia?:
a) En el soluto de una disolución formada al disolver 10 g de hidróxido de potasio en agua suficiente
para llenar un matraz aforado de 250 ml.
b) En un recipiente de 20 l que contiene monóxido de carbono a una temperatura de 250 K y una
presión de 2,3 atm.
c) En 14,06 ⋅ 1023 moléculas de oxígeno.
[c)
]
4.3 ¿Cuál es la molaridad de la disolución obtenida al disolver 12 g de NaCl en agua destilada hasta
obtener 250 ml de disolución?
(0,82 moles/l)
4.4 En algunos países se considera que una persona esta "legalmente intoxicada" si su sangre
contiene 0,1 g (o más) de alcohol etílico (C2H5OH) por decilitro. Expresar esa concentración umbral en
moles por litro (Molaridad)
4.5 Tenemos una disolución de ácido sulfúrico del 40 % de riqueza y de densidad 1,15 g/cm3 a) ¿Cuál
es la molaridad de dicha disolución? b) ¿Qué volumen es necesario de la misma para preparar 200 cm3
de disolución 0,5 M.
4.6 ¿Qué volumen de ácido clorhídrico del 36 % y de d= 1,17 g/ml se necesitan para preparar 50 ml de
disolución del 12 % en peso y d=1,05 g/ml? Describe el procedimiento a seguir. (15 ml; Con una
pipeta se cogen los 15 ml se pasan a un matraz aforado de 50 ml se le añade agua destilada y
enrasamos)
4.7 Se evapora agua de 135 ml de una disolución de sulfato de potasio 0,188 M hasta que el volumen
es de 110 ml. ¿Cuál es la molaridad de la disolución de sulfato resultante? [0,23 M]
4.8 ¿Qué disolución tiene la concentración más alta de sacarosa (C12H22O11): una disolución del 46 %
en masa con una densidad de 1,21 g/ml, o una disolución 1,50 M? [La 1ª]
4.9 Se disuelven 12,6 g de ácido nítrico en agua hasta completar un matraz aforado de 1 litro.
a) Calcula la molaridad de la disolución formada. b) De dicho matraz se toman 200 cm3 y se
les añade más agua, hasta completar un matraz de 0,5 l. Determina la concentración molar de
la nueva disolución.
[a) 0,2 M; b) 0,08 M]
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CONCENTRACIÓN DE DISOLUCIONES
¾1. Se disuelven 10 g de Hidróxido de sodio en 40 g de agua formando una disolución de densidad 1,2
g / cm3 Calcular la concentración de la disolución expresada en:
a) Tanto por ciento en masa; b) g/l; c) M
(Solución: 20%; 240 g/l; 6 moles/l)
2. Un grupo de alumnos prepara en el laboratorio 500 ml de una disolución 0,2 M de ácido clorhídrico.
Si se añade después agua hasta alcanzar un litro de disolución. ¿Cuál es la molaridad de la nueva
disolución?
[M=0,1 M]
3. Se disuelven 370 g de hidróxido de calcio en 630 g de agua formando una disolución de densidad
1,25 g/cm3. Calcular la concentración de la disolución en a) % en masa; b) g/l; c) Molaridad.
(Solución: 37%; 462,5 g/l; 66,25 moles/l)
4. Calcular la concentración en g/l y en molaridad de una disolución de ácido sulfúrico del 40 % y de
riqueza y de densidad 1,18 g/cm3.
(Solución: 472,36 g/l; 4,82 moles/l)
5. Calcula el volumen en cm3 de disolución de ácido sulfúrico concentrado del 60 % y densidad 1,20
g/cm3 que es necesario para preparar una disolución de ácido sulfúrico 0,2 M. (Solución: 13,3 cm3)
7. Se disuelven 296 g de hidróxido de calcio en 704 cm3 de agua formando una disolución de densidad
1,20 g/cm3 . Calcular: a) El volumen de la disolución formada; b) la concentración de la disolución
expresada en tanto por ciento en masa; c) la molaridad de la disolución.
8. Tenemos una disolución de ácido clorhídrico del 35 % en densidad de 1,2 g/ml. Calcular la
concentración de la disolución: a) en g/l; b) la molaridad.
[Solución: 420 g/l y 11,5 M]
9. Calcular el tanto por ciento en masa de una concentración 1,5 M cuya densidad es 1,2 g/ml
[Solución: 4,5 %]
10. Se disuelven 20 g de Na Cl en 150 g de agua, obteniendo una disolución de densidad 1,14 g/ml.
Calcular la concentración de la disolución: a) %; b) en g/l; c) M
[Solución: a) 11,77 %; b) 134 g/l; c) 2,2 M]
11. Explica realizando los cálculos necesarios las siguientes disoluciones:
a) 250 ml de unas disoluciones de cloruro de sodio de las siguientes concentraciones a.1)2,5 g/l y a.2)
1,5 M
[Solución: a.1)pesando 6,25 g de Na Cl y 21,9 g de Na Cl respectivamente y disolviéndolo en un vaso
de precipitado con unos 100 cm3 de agua y removiendo con un agitador o varilla. Verter la disolución
con ayuda de un embudo y terminar de llenar el matraz (enrasar) hasta la señal o aforo terminando la
operación con un cuentagotas]
12. Explica que indica cada una de estas expresiones de la concentración de disolución de nitrato de
potasio en agua: a) 20 %; b) 4,5 g/l c) 3M.
13. Calcula que cantidad de soluto hemos de pesar para preparar 500 ml de una disolución 1,5 M de
nitrato de plata.
14. Se tiene una disolución de Na OH del 30 % y densidad de 1,12 g/ml. Expresar la concentración de
esta disolución en g/l y M
15. Calcular la molaridad de una disolución que se obtiene disolviendo 10 g de glucosa (C6H12O6) en un
litro de agua.
16. Indica todos los pasos que seguirías y el material que utilizarías para preparar ½ l de una disolución
0,5 M de hidróxido de sodio.
17. El agua del mar tiene una densidad de 1.02 g/ml y contiene una media de 19 g de iones cloruro por
cada kilogramo de agua de mar. Calcula la concentración en molaridad de los iones cloruro.
18. Disponemos de una disolución de ácido clorhídrico comercial concentrado de densidad 1,18 g/cm3 y
riqueza del 36%. a) Calcular su molaridad; b) calcular el volumen del ácido comercial que es necesario
para preparar 100 cm3 de disolución diluida 1 M.
[a) 12M; b) 10 cm3]
19. Disponemos de una disolución de ácido nítrico comercial del 63 % y 1,3 g/cm3. Explica como
prepararías a partir de la misma 1 dm3 de una disolución de ácido 0,1 M.
[ Se diluyen 7,7 cm3 del ácido comercial y se diluyen hasta completar 1 dm3 de disolución]
20. El ácido sulfúrico comercial es del 96 % y densidad de 1,84 g/cm3. Calcular su molaridad y el
volumen del ácido necesario para preparar 100 cm3 de disolución 0,1 M.
[ 18 M y 0,56 cm3 del ácido concentrado]
21. El hidróxido de sodio se presenta como un sólido en forma de lentejas o escamas. Explica como
preparar 100 cm3 de disolución 1 M.
[ Se pesan 4 g de sosa y se añade agua hasta completar 100 cm3 de disolución]
22. Se disuelven 26 g de hidróxido de calcio en 174 cm3 de agua formando una disolución de densidad
1,12 g/cm3. Calcular: a) El volumen de la disolución formada; b) la concentración de la disolución
expresada en tanto por ciento en masa; c) la molaridad de la disolución.
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23. Calcular la molaridad de una disolución de ácido nítrico cuya concentración es de 42 % y su
densidad es de 1,25 g/cm3
24. Se disuelven 296 g de hidróxido de calcio en 704 cm3 de agua formando una disolución de
densidad 1,20 g/cm3. Calcular: a) El volumen de la disolución formada; b) la concentración de la
disolución expresada en tanto por ciento en masa; c) la molaridad de la disolución.
¾25. Se quiere preparar 500 cm3 de una disolución diluida de ácido nítrico 0,1 M.
Calcular el volumen en cm3 de una disolución de ácido nítrico concentrado, del 70 % y de densidad
1,25 g/cm3, que es necesario utilizar
(Datos: Ar: Na =23; Ca=40; S=32; N=14; H=1; O=16)
¾26. a) La densidad del ácido nítrico del 32 % en masa es de 1,19 g/ml ¿Cuántos gramos de nítrico
puro están presentes en 250 ml de disolución? ¿Cuántos moles de nítrico puro hay en este volumen de
disolución?
b) Sabiendo que una disolución concentrada de cloruro de hidrógeno contiene un 35,2 % en masa de
HCl y su densidad es 1,175 g/ml, calcula el volumen de disolución que se necesita para preparar 2 litros
de ácido clorhídrico 0,002 M?
27.. Se disuelven 10 g de hidróxido de sodio en 40 g de agua formando una disolución de densidad
1.2 g/cm3. Calcular la concentración de la disolución en a) % en masa; b) g/l; c) Molaridad.
(Solución: 20%; 240 g/l; 6 moles/l)
28. Se disuelven 370 g de hidróxido de calcio en 630 g de agua formando una disolución de densidad
1,25 g/cm3. Calcular la concentración de la disolución en a) % en masa; b) g/l; c) molaridad.
(Solución: 37%; 462 g/l; 66,25 moles/l)
29. Calcular la concentración en g/l y en molaridad de una disolución de ácido sulfúrico del 40% de
riqueza y de densidad 1,18 g/cm3. (Solución: 472,36 g/l, 4,82 moles/l).
30. Calcula el volumen en cm3 de disolución de ácido sulfúrico concentrado del 60% y densidad
1,20 g/cm3 que es necesario para preparar una disolución de ácido sulfúrico 0,2 M. (Solución: 13,3 cm3).
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PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES DE CONCENTRACIÓN CONOCIDA
1. ¿Cuántos moles de ácido sulfúrico habrá que poner para preparar 100 ml de una disolución de
densidad 1,23 g·ml–1, si queremos que contenga un 25% de ácido en peso?
Datos: Ar (H) = 1; Ar (S) = 32; Ar (O) = 16
2. Tenemos una disolución 5 M de nitrato de potasio. ¿Qué volumen de esta disolución habrá que tomar
para preparar 600 ml de otra más diluida, de concentración 0,4 M? ¿Cuántos gramos de la sal hay que
poner?
Datos: Ar (K) = 39; Ar (N) = 14; Ar (O) = 16
3. Calcula la concentración de una disolución de sulfato de cobre (II) obtenida al mezclar 300ml de una
disolución 5 M con 0,5 litros de otra disolución 2,75 M. Supón que, al hacer la mezcla, el volumen total
resultante es la suma de los volúmenes de las dos disoluciones que tienes.
4. ¿Qué volumen de agua debemos añadir a 400 ml de una disolución 2 M de hidróxido de sodio para
diluirla hasta que su concentración sea 0,15 M?
Datos: Ar (Na) = 23; Ar (H) = 1; Ar (O) = 16
5. Queremos preparar 500 cm3 de una disolución de ácido clorhídrico 0,4 M a partir de otra disolución más
concentrada. Si la concentración de esta última disolución es 2,5 M, ¿qué volumen debemos tomar de
esta para preparar la primera?
6. Ordena (colocando un número delante) los pasos que hay que seguir para preparar correctamente una
disolución de una sal en agua:
( ) Introducir el soluto en el matraz a través de un embudo o utilizando un papel de filtro
como tal.
( ) Llenar con agua, hasta la mitad, un matraz aforado del volumen que queremos
preparar.
( ) Añadir agua hasta alcanzar el enrase del matraz.
( ) Remover hasta que la sal se haya disuelto totalmente en el volumen de agua que tenemos.
( ) Calcular teóricamente la masa de sal que nos es necesaria.
( ) Pesar en una balanza la masa de sal que necesitamos.
7. Señala cuáles de los siguientes utensilios de laboratorio se podrían emplear para realizar una
disolución:
CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN EN %, g/l Y MOLARIDAD (moles/l)
1. Calcula la concentración molar de una disolución que contiene 20 gramos de hidróxido de calcio por
litro de disolución.
Datos: Ar (Ca) = 40; Ar (O) = 16; Ar (H) = 1
2. Se disuelven 19,5 g de cloruro de sodio en agua hasta obtener 250 cm3 de disolución. Calcula:
a) La concentración de la disolución, en gramos por litro.
b) La molaridad de la disolución.
Datos: Ar (Na) = 23; Ar (Cl) = 35,5
3. Se prepara una disolución disolviendo 125 gramos de yoduro de potasio en 0,5 litros de agua. Si la
densidad de la disolución es 1,19 g·cm–3 y la del agua 1,00 g·cm–3, ¿cuál es la molaridad de la disolución?
Datos: Ar (K) = 39; Ar (I) = 127
4. En una disolución de nitrato de sodio 0,75 M, ¿cuál es su concentración expresada en gramos por litro?
Datos: Ar (Na) = 23; Ar (N) = 14; Ar (O) = 16
5. Se prepara una disolución al 15% en peso de sulfato de calcio en agua. Sabiendo que la densidad de
esa disolución es 1,12 g·cm–3, calcula su molaridad.
Datos: Ar (Ca) = 40; Ar (S) = 32; Ar (O) = 16