Es la graduación alcohólica, es decir, la concentración de etanol expresada en porcentaje v/v. b) ¿Cuál es la concentración de alcohol expresada como porcentaje en volumen? 13,5 %v/v de alcohol. c) Si la botella contiene 700 ml de la bebida, ¿qué volumen de alcohol contiene? %v/v = (volumen soluto (ml) / volumen disolución (ml)) ·100 13,5 = (x / 700) · 100 → x = 94,5 ml 10. Calcula la molaridad de: a) Una disolución en la que se han disuelto 5 g de hidróxido potásico (KOH) en agua hasta un volumen final de 100 ml. El peso molecular del KOH es 56 u. 56 u → 56 g = 1 mol KOH → 5 g KOH = 0,089 mol KOH M = moles soluto (mol) / volumen de disolución (l) M = 0,089 / 0,1 = 0,89 M b) Una disolución que contiene 25 g de NaCl en 1.300 ml de disolución. El peso molecular del NaCl es 58,8 u. 58,8 u → 58,8 g NaCl = 1 mol NaCl → 25 g NaCl = 0,425 mol NaCl M = moles soluto (mol) / volumen de disolución (l) M = 0,425 / 1,3 = 0,327 M c) Una disolución de ácido clorhídrico (HCl) que contiene 33,5 g en 500 ml de disolución. El peso molecular de este ácido es 36,5 u. 36,5 u → 36,5 g HCl = 1 mol HCl → 33,5 g HCl = 0,918 mol HCl M = moles soluto (mol) / volumen de disolución (l) M = 0,918 / 0,5 = 1,836 M 11. ¿Qué normalidad tendrá una disolución de NaOH que contiene 8 g de soluto en 400 ml de disolución? El peso molecular del NaOH es 40 u y su valencia es 1. 34 Moles = gramos de soluto / PM = 8 / 40 = 0,2 Equivalentes-gramo = Moles / Valencia = 0,2 / 1 = 0,2 N = equivalentes-gramo de soluto / volumen de la disolución (l) N = 0,2 / 0,4 = 0,5 N 12. Una disolución contiene 12 g de NaCl y 220 g de agua. Expresa su concentración como molalidad y en porcentaje peso/peso. Calcula también la fracción molar del soluto. El peso molecular del NaCl es 58,8 u. 58,8 u → 58,8 g NaCl = 1 mol NaCl → 12 g NaCl = 0,2041 mol NaCl m = moles de soluto / peso de disolvente (kg) m = 0,2041 / 0,22 = 0,9277 m %p/p = (peso soluto (g) / peso disolución (g)) ·100 %p/p = (12 / 220) · 100 = 5,45 %p/p El peso molecular del agua es 18 u. 18,0 u → 18,0 g H2O = 1 mol H2O → 220 g H2O= 12,2222 mol H2O Total moles de la disolución= 0,2041 + 12,2222 = 12,4263 mol %m = (moles de soluto/moles de la disolución) 100 = (0,2041 / 12,4263) 100 = 1,642 13. ¿Cuántos gramos de nitrato de sodio (NaNO3) hay que tomar para preparar 1.500 ml de disolución acuosa 2 M? El peso molecular del nitrato de sodio es 85 u y la pureza del nitrato sódico comercial que tenemos es del 98%. M = moles soluto (mol) / volumen de disolución (l) 2 = x / 1,5 → x = 3 mol NaNO3 1 mol = 85 g → 3 mol = 255 g de NaNO3 El nitrato de sodio que necesitamos debe ser puro. Sabemos que el comercial que tiene una pureza del 98%, es decir, hay 98 g de nitrato de sodio puro en 100 gramos de nitrato de sodio comercial (el resto serían impurezas). Por tanto: (255/98) · 100 = 260,2 g de nitrato de sodio comercial 14. Debes preparar 1.000 g de disolución al 4% en peso de hidróxido sódico (NaOH) en agua, a partir de un producto comercial con pureza del 96%. a) ¿Qué cantidad de cada componente de la disolución necesitarás? 4% de 1000 g = 40 g de NaOH 1000 g – 40 g = 960 g de H2O 35 b) Busca información sobre las normas de seguridad que deberás aplicar en el manejo del soluto. http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Fi cheros/301a400/nspn0360.pdf c) Describe paso a paso cómo harías la disolución y dibuja todos los materiales que hay que usar. 1. Preparación del material. Necesitaremos: Reactivos Material volumétrico NaOH comercial al 96% 1 litro de agua destilada Dos Vasos de precipitados de 1000 ml Pipeta pasteur de plástico Material para realizar la pesada Espátula Vidrio de reloj Equipos Otros Balanza de precisión Agitador magnético Campana extractora de gases EPI: guantes Papel de filtro Imán Botella de 1 l Etiqueta Armario de reactivos. Llevamos los materiales a la campana extractora y los colocamos para tener fácil acceso. 2. Cálculo de las cantidades de soluto y disolvente 4% de 1000 g = 40 g de NaOH 1000 g – 40 g = 960 g de H2O Como los 40 g de NaOH se obtienen de un reactivo comercial con pureza del 96%, necesitamos (100/96)*40 = 41,67 g de NaOH comercial 3. Preparación del soluto y del disolvente. Pesamos en la balanza de precisión 41,67 g de NaOH, siguiendo el PNT de pesada. Apartamos este reactivo y colocamos en la balanza un vaso de precipitados para tararlo. Añadimos agua destilada aproximadamente 800g. al vaso de precipitados hasta alcanzar Añadimos los 41,67 g de NaOH y a continuación más agua destilada hasta alcanzar los 1000g, los últimos gramos con pipeta pasteur. 4. Mezcla del soluto en el disolvente. Llevamos el vaso de precipitados al agitador magnético, introducimos un imán y ponemos en marcha el agitador. Comprobamos que se ha disuelto toda la sosa. 5. Envasado y etiquetado. Llevamos la disolución a una botella etiquetada con: la cantidad total de disolución, la composición cualitativa y cuantitativa, la fecha de elaboración y las condiciones de conservación. 36 15. Preparas colorante lugol con 1,5 mg de yoduro potásico (KI), 0,5 mg de yodo molecular (I2) y 25 mg de agua destilada (H2O). a) Calcula el porcentaje en peso de cada uno de los componentes. %p/p = (peso soluto (g) / peso disolución (g)) ·100 %p/p KI = (1,5 mg / 27 mg) · 100= 5,56 % %p/p I2 = (0,5 mg / 27 mg) · 100= 1,85 % %p/p H2O = (25 mg / 27 mg) · 100= 92,59 % b) Calcula la fracción molar para cada componente. Puedes encontrar las masas atómicas en la tabla periódica, al final del libro. Los pesos moleculares son: KI = 39,1 + 126,9 = 166,0 I2 = 126,9 · 2 = 253,8 H2O= (1) ·2 + 16,0 =18,0 Los moles son: 1,5 · 10-3 g / 166,0 g = 9,0 · 10-6 moles de KI 0,5 · 10-3 g/ 253,8 g = 2,0 · 10-6 moles de I2 25 · 10-3 g/ 18 g = 1,4 · 10-3 moles de H2O (9,0 + 2,0 +1400,0) · 10-6 = 1.411,0 · 10-6 moles de disolución Las fracciones molares son %m = (moles de soluto/moles de la disolución) 100 %m de KI = (9,0 · 10-6 / 1411,0 · 10-6) 100 = 0,6378 %m de I2 = (2,0 · 10-6 / 1411,0 · 10-6) 100 = 0,1417 %m de KI = (1400,0 · 10-6 / 1411,0 · 10-6) = 100 = 99,2204 c) Si necesitaras preparar 100 g de colorante, ¿cuánto yoduro potásico, yodo y agua destilada necesitarías? %p/p KI = 5,56 % 5,56 g %p/p I2 = 1,85 % 1,85 g %p/p H2O = 92,59 % 92,59 g 16. Debes preparar 250 ml de disolución 0,1 M de ácido nítrico (trioxonitrato (V) de hidrógeno, HNO3) en agua partiendo de un producto comercial en cuya etiqueta 37 constan una riqueza de 98% y una densidad de 1,42 g/ml. a) Calcula qué cantidad de ácido nítrico necesitarás. Primero calculamos los moles de ácido nítrico que se necesitan 0,1 = nº de moles / 0,250 l Nº moles HNO3= 0,0250 Calculamos el peso molecular: HNO3= 1,0 + 14,0 + (16,0) · 3 = 63 Y la cantidad en gramos de HNO3: 63 · 0,0250 = 1,575 g Estos 1,575 g están contenidos en 1,575 · 100 / 98 = 1,6071 g del reactivo comercial. El volumen de reactivo comercial que debemos usar es: 1,6071 / 1,42 = 1,1 ml b) Busca información sobre las normas de seguridad que deberás aplicar en el manejo de este ácido. http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Fi cheros/101a200/nspn0183.pdf 17. Disponemos de 25 ml de HNO3 16 M. Si se diluyen hasta un volumen de 0,4 l, ¿qué molaridad tendrá la nueva disolución? V · c = V’ · c’ 0,025 · 16 = 0,4 · c’ c’ = 1 M 18. Dispones de una solución acuosa de povidona yodada al 10% y quieres preparar 20 ml de una solución al 0,3%. Indica cómo lo harías. Después, busca información sobre las características antisépticas de la povidona yodada. V · c = V’ · c’ V · 10 = 20 · 0,3 V = 0,6 ml Para obtener 20 ml de povidona yodada 0,3 % necesitaremos: 20 · 0,3 / 10 = 0,6 ml de povidona yodada 10 %, que diluiremos con agua destilada hasta 20 ml. 19. Preparamos 50 ml de una disolución de 2 ml de HCl comercial, con una densidad de 1,14 g/ml y riqueza del 43%, en agua y a continuación queremos hacer una dilución 1:100. ¿Cuánto disolvente tenemos que añadir? ¿Cuál será la concentración final en porcentaje peso/volumen? 38 El factor de dilución es 100, el volumen aumenta 100 veces V = v0 · 100 = 50 · 100 = 5000. El volumen a añadir será 5000 – 50 = 4550 ml de agua destilada. El peso del soluto en la disolución inicial es: 2 · 1,14 · 43 / 100 = 0,9804 g. Y la concentración en peso/volumen 0,9804 / 50 = 0,0196 g/ml 19,6 mg/ml La concentración final de la dilución es: 50 · 19,6 = 5000 ºC C = 0,196 mg/ml 20. Debes preparar un banco de cinco diluciones con factor de dilución 5 a partir de una disolución 2 M. Necesitas conseguir 10 ml de cada dilución. a) ¿Cuánto disolvente pondrás en cada tubo? 10 ml b) ¿Cuál deberá ser el volumen de paso? 𝑉𝑝 1 = , siendo x el factor de dilución 𝑉𝑓 + 𝑉𝑝 𝑥 𝑉𝑝 1 = 10 + 𝑉𝑝 5 5 𝑉𝑝 = 10 + 𝑉𝑝 4 𝑉𝑝 = 10 𝑉𝑝 = 10 4 = 2,5 ml c) ¿Qué concentración tendrá cada tubo? Tubo 1: 2/5 M Tubo 2: 2/25 M Tubo 3: 2/125 M Tubo 4: 2/625 M Tubo 5: 2/3125 M d) ¿Qué dilución tendrá cada tubo respecto de la disolución madre? 39 Tubo 1: 1/5 Tubo 2: 1/25 Tubo 3: 1/125 Tubo 4: 1/625 Tubo 5: 1/3125 40
