Ejercicios resueltos de disoluciones (III)

Dep Física y Química
Física y Química 1º Bachillerato
DISOLUCIONES
1.-
Una disolución de ácido sulfúrico (H 2SO4) tiene una densidad de 1,045 g/cm3. Si la cantidad existente
del ácido en 1 litro de disolución es 99 g, determina la molaridad de la disolución.
2.-
Disolvemos 24 g de cloruro de potasio en agua hasta obtener ¾ L de disolución. Sabiendo que la
densidad de la misma, a 20 ºC, es 1017,3 kg/m 3, calcula:
a) La concentración en % en masa;
b) la Molaridad;
c) las fracciones molares de soluto y disolvente.
3.-
¿Qué cantidad de nitrato de magnesio (Mg(NO 3)2) puro habrá que emplear para preparar 250 mL de
una disolución 0,05 M de dicha sal?
4.-
¿Qué cantidad de hipoclorito de sodio al 96 % habrá que emplear para preparar 25 mL de una
disolución 0,15 M de dicha sal?
5.-
¿Qué volumen de ácido sulfúrico concentrado de 1’8 g/cm 3 de densidad y un 70% de riqueza habrá
que tomar para preparar ½ litro de disolución 0’1 M?
6.-
¿Qué volumen de HCl del 36 % y 1,19 g/cm 3 de densidad necesitarás para preparar ¼ litro de
disolución 0,23 M de HCl?
7.-
Se dispone de ácido sulfúrico al 80 % de riqueza en masa. Calcula:
a) su concentración en g/L y su molaridad
b) el volumen necesario para preparar ¾ L de disolución 0,3 M.
Nota: Sabemos que la densidad del ácido es de 1800 kg·/m 3.
8.-
Disolvemos 7 g de H2S en 55 g de agua obteniéndose una disolución de densidad 1080 kg·/m 3.
Determina la concentración en % en masa, en g/L, molaridad y fracción molar de H 2S.
9.-
¿Cuál es la molaridad de la disolución obtenida al disolver 12 g de NaCl en agua destilada hasta
obtener 250 ml de disolución?
10.- ¿Cuál será la molaridad de una disolución de NH3 al 15 % en masa y de densidad 920 kg/m3?
11.-
¿Como prepararías 100 mL de una disolución 0,15 M de NaOH en agua a partir de NaOH comercial
del 95 % de riqueza?
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12.- ¿Qué volumen de ácido clorhídrico deberás medir con la probeta para preparar 250 cm 3 de una
disolución de HCl 2 M, sabiendo que el frasco de HCl tiene las siguientes indicaciones: d = 1’18 g/cm 3;
riqueza = 35 %?
13.- Calcular la fracción molar de CH4 y de C2H6 en una mezcla de 4 g de CH 4 y 6 g de C2H6 y comprobar
que la suma de ambas es la unidad.
SOLUCIONES A LOS EJERCICIOS
[H 2 SO4 ] =
1.
2.
99 g
m
=
= 1, 01 M
M × Vdn 98 g × mol − 1 × 1 l
a)
ms
ms
24 g
1000 l
kg
× 100 =
× 100 =
× 100 ×
×
= 3,15 %
−3
mdn
Vdn × d dn
1000 g
0, 75 l × 1017 kg × m
m3
%=
24 g
m
=
= 0, 43 M
M × Vdn 74 ,6 g × mol − 1 × 0, 75 l
b)
[KCl] =
c)
mdn = Vdn × d dn = 0, 75 l × 1017 g × l − 1 = 762, 75 g
magua = mdn − ms = 762, 75 g − 24 g = 738, 75 g
ns =
ms
24 g
=
= 0,3217 moles de KCl
M s 74,6 g × mol − 1
nagua =
magua
M agua
χ (KCl) =
χ (H 2 O) =
=
738, 75 g
= 41, 04 moles de H 2 O
18, 0 g × mol − 1
ns
0 ,3217 mol
=
= 0, 007777
ns + nagua 0,3217 mol + 41, 04 mol
nagua
ns + nagua
=
41,04 mol
= 0, 9922
0 ,3217 mol + 41, 04 mol
3.
ms (puro) = [Mg(NO3 ) 2 ] × M s × Vdn = 0, 05 mol × l − 1 × 148,3 g × mol − 1 × 0, 25 l = 1, 85 g
4.
ms (puro) = [NaClO] × M s × Vdn = 0,15 mol × l − 1 × 74, 5 g × mol − 1 × 0, 025 l = 0, 28 g
ms (comercial) = ms (puro) ×
5.
ms (puro) = [H 2SO 4 ] × M s × Vdn = 0,1 mol × l − 1 × 98,1 g × mol − 1 × 0,5 l = 4,9 g
ms (comercial) = ms (puro) ×
6.
100
100
= 0, 279 ×
= 0, 29 g
96
96
7,0 g
m
100
100
=
= 3, 9 cm 3
= 4, 9 ×
= 7, 0 g ; V =
−3
d 1,8 g × cm
70
70
ms (puro) = [HCl] × M s × Vdn = 0, 23 mol × l − 1 × 36,5 g × mol − 1 × 0, 25 l = 2,1 g
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ms (comercial) = ms (puro) × 36 = 2,1 ×
7.
%=
a)
b)
ms
100 ms
100
× 100 =
=
× conc (g / l )
mdn
ddn × Vdn d dn
% × d dn 80 × 1800 kg × m− 3 1000 g
m3
g
=
×
×
= 1440
100
100
kg
1000 l
l
conc (g / l ) =
[H 2SO 4 ] =
5 ,8 g
m
100
=
= 4,9 cm 3
= 5 ,8 g ; V =
−3
d
1
,
19
g
×
cm
36
ms
conc (g / l )
1440 g × l − 1
mol
=
=
= 14, 7
−1
M s × Vdn
Ms
l
98,1 g × mol
ms (puro) = [H 2 SO4 ] × M s × Vdn = 0,3 mol × l − 1 × 98,1 g × mol − 1 × 0, 75 l = 22,1 g
ms (comercial) = ms (puro) × 80 = 22,1 ×
8.
%=
ms
ms
7g
× 100 =
× 100 =
× 100 = 11, 29 %
mdn
ms + mdn
7 g + 55 g
conc (g / l ) =
[H 2 S] =
27 ,6 g
m
100
=
= 15, 3 cm 3
= 27, 6 g ; V =
−3
d 1,8 g × cm
80
% × d dn 11, 29 × 1080 kg × m − 3 1000 g
m3
g
=
×
×
= 121, 9
100
100
kg
1000 l
l
ms
conc (g / l )
121,9 g × l − 1
=
=
= 3, 57 M
M s × Vdn
Ms
34 ,1 g × mol − 1
m(H 2 S)
7g
n(H 2 S)
M (H 2 S)
34,1 g × mol − 1
χ (H 2 S) =
=
=
= 0, 063
7g
55 g
n(H 2 S) + n(H 2 O) m(H 2 S) m(H 2 O)
+
+
M (H 2 S) M (H 2 O) 34 ,1 g × mol − 1 18, 0 g × mol − 1
9.- Expresado en moles, los 12 g de NaCl son:
n=
m
12 g
=
= 0,205 mol
M 58,44 g × mol − 1
La molaridad de la disolución es, pues:
Molaridad =
nsoluto (mol ) 0,205 mol
mol
=
= 0,821
= 0,821 M
Vdisolución (l )
0,250 l
l
10.- 920 kg/m3 equivale a 920 g/L
[NH 3 ] =
% × d dn
15 × 920 g × l − 1
=
= 8,11 M
100 M s × Vdn 100 × 17 g × mol − 1
11.- m = Molar x M(NaOH) x V = 0,15 mol x l–1 x · 40 g x mol–1 x 0’1 l = 0,60 g de NaOH puro
mNaOH (comercial ) = mNaOH ( pura ) ×
100
100
= 0,60 g ×
= 0,63 g deNaOHcomercial
η
95
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12.- m = Molaridad · M(HCl) · V = 2 mol/l · 36,5 g/mol · 0,25 l = 18,3 g de HCl puro
equivalentes a:
V =
13.-
ms (comercial) = 18,3 ×
100
= 52 ,3 g de HCl comercial
35
52 ,3 g
m
=
= 44, 3 cm 3 de HCl comercial
−3
d 1,18 g × cm
n ( CH 4 ) =
χ CH4 =
χ C2H6 =
4g
= 0,25 mol
16 g × mol − 1
nCH4
nCH4 + nC2H6
nC2H6
nCH4 + nC2H6
;
n ( C2H 6 ) =
0,25 mol
= 0,56
0,25 mol + 0,20 mol
=
=
0,20 mol
= 0, 44
0,25 mol + 0,20 mol
χ(CH4) + χ (C2H6) = 0,56 + 0,44 = 1
6g
= 0,20 mol
30 g × mol − 1