PROBLEMAS DE SOLUCIONES
PARTE I: Formas Físicas de Expresar
las Concentraciones.
1.‑ Se
disuelven 35 g de cloruro de magnesio (MgCl2) en 150 g de agua dando
una solución cuya densidad es de 1,12 g/cm3.
Expresar la concentración de la solución
resultante en: a) % m/m, b) % m/v , c) g st/dm3 sv.
Rta.:
a) 18,92% m/m; b) 21,19% m/v
c) 233,33 g st/dm3 sv.
2.‑
Una solución acuosa de nitrato de potasio (KNO3) tiene una
composición de 42 g st/100 cm3 de sc (42% m/v) y una densidad igual
a 1,16 g/cm3. Calcular su composición expresada en: a) g st/100 g sv
b)
g st/kg sc.
Rta.: a) 56,76 g st/100 g
sv
b) 362,07 g st/kg sc.
3.‑
Con 30 g de nitrato de plata (AgNO3) se desea preparar una solución
acuosa de esta sal al 22% m/m (dens.= 1,08 g/cm3). Calcular:
a)
el volumen de solución que puede prepararse.
b)
la masa de solvente necesaria.
Rta.: a) 126,26 cm3;
b) 106,36 g.
4.‑ Un
producto de limpieza de uso doméstico que no daña el medio am‑ biente
contiene 25 cm3 st/100 cm3 sc (25% v/v) de aceite de
pino, 30% v/v de ácido acético, 15% v/v de aceite de palma y el resto de
alcohol. ¿Cuántos cm3 habrá que tomar de cada sustancia para ob‑
tener 75 cm3 de solución limpiadora?
Rta.: 18,75 cm3;
22,5 cm3; 11,25 cm3
22,5 cm3 respectivamente.
5.‑ La
leche entera posee un 4% v/v de crema, siendo la densidad de la crema de 0,865
g/cm3. Calcular la densidad de la leche descremada sabiendo que la
masa de un litro de leche entera es de 1032 g.
NOTA:
Considerar volúmenes aditivos.
Rta.: 1,039 g/cm3.
6.‑
Una persona ha bebido 400 cm3 de pisco, bebida cuya graduación al‑
cohólica es 30N
(30 g alcohol/100 cm3) de licor. Sabiendo que el15% del alcohol
ingerido pasa al torrente sanguíneo; que el volu‑ men de sangre de un
adulto es de 5 litros y que la concentración considerada tóxica es de 0,003 g
alcohol/ml sangre, indicar si dicha persona está intoxicada.
Rta.: Sí.
7.‑
El suero fisiológico es una solución acuosa de cloruro de sodio (NaCl) de concentración 8,78 g NaCl/dm3
sc. Calcular la masa de NaCl que
ingresa en el organismo de un paciente al que se le ad ministra suero durante 4 hs. con una velocidad de goteo de 1
gota por segundo (1
gota/seg).
NOTA:
Considerar el volumen de una gota = 0,05 cm3.
Rta.: 6,32 g NaCl.
8.‑ Se dispone de una solución al 30%
m/m de bromuro de litio (LiBr), ¿qué
masa de agua habrá que agregar a 150 g de la solución original para obtener una
solución al 10% m/m?
Rta.: 300 g.
9.‑
Se desea diluir 200 g de una solución acuosa de cloruro de sodio (NaCl) de concentración 40 mg st/cm3 sc
y dens.= 1,09 g/cm3 para obtener
otra solución de concentración 16 mg NaCl/ cm3 sc y dens.= 1,04 g/cm3. Calcular el volumen
de agua necesario.
Rta.:
277,06 cm3.
10.‑ Se tienen 250 cm3 de una
solución acuosa que contiene 30 g de st/ 100 cm3 de sv. (dens.= 1,15
g/cm3). Se le agrega agua hasta obte‑ ner un volumen de 1 dm3
de solución (dens.= 1,08 g/cm3).
Calcular
la concentración de la solución diluída expresándola en
%
m/m.
Rta.: 6% m/m.
11.‑
400 cm3 de una solución acuosa de sulfato de cinc (ZnSO4)
al 20% m/v y densidad 1,18
g/cm3 se mezclan con 200 cm3 de agua. Calcular la
composición de la solución resultante expresándola en:
a)
g st/kg sc; b) g st/dm3 sv.
Rta.: a) 119,05 g st/kg
sc
b) 135,14 g st/dm3 sv.
12.‑
¿Qué volumen de solución acuosa de concentración igual a 45 mg Cu2+/cm3 sc se utilizará
para preparar 250 cm3 de otra solución acuosa de concentración 2 mg
Cu2+/cm3 sc?
Rta.: 11,1 cm3.
13.‑ Calcular el volumen de solución acuosa
concentrada de ácido sulfúrico (H2SO4), 98% m/m, dens.=
1,84 g/cm3 que se necesita para preparar 500 cm3 de
solución acuosa de H2SO4 al 20% m/m, dens.= 1,14g/cm3.
Rta.: 63,22 cm3.
14.‑ Calcular el volumen de solución acuosa
de alcohol amílico al 95% m/m (dens.= 0,80 g/cm3) que se necesita
para preparar 125 cm3 de solución al 30% m/m (dens.= 0,95 g/cm3).
Rta.: 46,9 cm3.
15.‑ Se agregan 20 g de bromuro de sodio
(NaBr) a 1,2 dm3 de solución acuosa de dicha sal al 15% m/m y dens.=
1,12 g/cm3, obteniéndose una solución de densidad = 1,16 g/cm3.
Expresar la concentración de la nueva solución en % m/v.
Rta.: 18,85% m/v.
16.‑ Con 300 g de una solución acuosa de
sulfato de potasio (K2SO4) que contiene 12 g st/100 cm3
sv y la cantidad de soluto necesaria, se desea preparar una solución de
concentración 30 g st/100 cm3 sv. Calcular la masa de sal a
utilizar.
Rta.: 51 g.
17.‑
Calcular la masa de cloruro de aluminio (AlCl3) que será necesario agregar a 250 cm3 de
una solución acuosa que contiene 20 g de dicha sal/dm3 sc (dens.=
1,05 g/cm3) para obtener otra cuya concentración sea de 80 g AlCl3/dm3
sc y su dens.= 1,07 g/cm3.
Rta.: 15,81 g st.
18.‑ ¿Qué cantidad de agua hay que
evaporar de una tonelada de potasa cáustica concentrada (solución acuosa de
hidróxido de potasio, KOH, al 46,9% m/v, dens.= 1,34 g/cm3) para obtener otra
soluciónal 77,52% m/v, dens.= 1,52 g/cm3?
Realizar
los cálculos a partir de: a) los volúmenes
b) las masas.
Comparar los resultados ¿cuál de los dos es el
correcto? ¿por qué?
Rta.: a) 294,77 dm3 sv
b) 313,73 kg sv.
9.‑ Se mezclan 500 cm3 de
solución acuosa de ácido nítrico (HNO3) al 62% m/m (dens.= 1,38 g/cm3)
con 500 cm3 de otra solución acuosa de este ácido al 22% m/m (dens.=
1,13 g/cm3). Hallar:
a)
el % m/m de la solución resultante.
b)
el volumen de solución obtenida si la dens.= 1,27 g/cm3.
Rta.: a) 43,99 % m/m
b) 0,98 dm3.
20.‑ Hallar las masas de dos soluciones
acuosas de clorato (V) de potasio (KClO3) al 32% m/m y al 12% m/m
que deben mezclarse para pre‑ parar 500 g de solución al 20% m/m.
Rta.: 200 g de sc al 32% m/m y
300 g de sc al 12% m/m.
21.‑ Confeccionar una curva de
solubilidad a partir de los siguientes datos:
Temperatura Solubilidad * Temperatura Solubilidad
(NC
) (g st/100 g sv) * (NC) (g st/100 g sv)
*
0 13,9 * 50 83,5
10 21,2 * 60 135
20 31,6 * 70 167
30 45,3 * 80 203
40 61,4 * 90 245
Indicar:
a)
¿Cuántos gramos de soluto se disuelven en 50 g de solvente a
25NC?
b) Se
disuelven 100 g de soluto en 100 g de solvente a 35NC,
¿qué tipo de sistema se tiene? ¿Cuál es la masa de cada fase?.
c)
A 70NC
una solución tiene una concentración de 58,16% m/m, ¿qué
tipo de solución es? Justificar.22.‑
Se parte de 25 cm3 de solución acuosa de densidad 1,15 g/cm3 y
concentración 15% m/m y se lleva a una temperatura donde la solu‑ bilidad
es de 10 g st/100 g sv ¿Qué cantidad de
soluto cristaliza y cuál es la masa de solución final?
Rta.: 1,87 g de soluto
26,88 g de solución.
23.‑ Calcular: a) la cantidad de sulfato de
calcio anhidro (CaSO4) que cristaliza cuando 600 g de solución
acuosa saturada a 30NC
son calentados a 70NC.
b) la masa de agua que sería necesario agregar
para mantener disuelto todo el soluto presente a 70NC.
Datos:
Solubilidad a 30NC:
0,209 g st/ 100 g sv.
70NC:
0,197 g st/ 100 g sv.
Rta.: a) 0,07 g de soluto
b) 35,76 g de solvente.
24.‑ Las estalactitas y las estalagmitas
se producen por evaporación
del agua de soluciones acuosas de hidrógeno
carbonato de calcio (Ca(HCO3)2). Calcular el tiempo en
que se formará una estalactita cónica de 2 cm de radio y 50 cm de altura
sabiendo que la concen‑ tración de la solución es de 2 g st/kg de sc.
Volumen
del cono: .r2h
3
Densidad
del Ca(HCO3)2= 2,71 g/cm3
Velocidad
de evaporación del agua: 5 cm3 de agua por día.
Rta: 155 años.
25.‑ La solubilidad del monóxido de
dinitrógeno (N2O) o gas hilarante en agua a una atmósfera de presión
es:
*
0,171 g st/100 g de sv a 10NC
*
0,121 g st/100 g de sv a 20NC.
Calcular la masa de N20 que se
desprende al calentar hasta 20NC,
200 g de solución saturada a 10NC.
Rta.: 0,1 g.
PARTE II: Formas Químicas de Expresar
las Concenraciones.
1.‑
Calcular la masa de cloruro de hierro (III) hexahidratado (FeCl3 . 6
H2O), que se necesita para preparar 250 cm3 de una
solución acuosa que contenga 0,01 g de Cl‑/cm3 (dens.=
1,01 g/cm3).
Rta.: 6,35 g.
2.‑
El agua regia es una solución que se utiliza en joyería para detectar la
presencia de oro en aleaciones y se obtiene mezclando soluciones acuosas concentradas de ácido clorhídrico
(HCl) y ácido nítrico (HNO3)
en una relación molar 3 a 1 respectivamente.
Hallar el volumen de solución acuosa de ácido
nítrico al 66,97% en masa (dens.= 1,4 g/cm3) que deberá añadirse a 1
dm3 de solución acuosa de ácido clorhídrico al 40% en masa (dens.=
1,2 g/cm3) para obtener agua regia.
Rta.: 294,55 cm3.
3.‑
Calcular la molaridad, molalidad y normalidad de las siguientes soluciones
acuosas:
a)
ácido muriático (HCl comercial al 36% m/m, dens.= 1,18 g/cm3).
b)
sosa caústica (NaOH comercial al 50,5% m/m, dens.= 1,53 g/cm3).
c) oleum (sulfúrico comercial al 98% m/m, dens.=
1,84 g/cm3).
Rta.: a) 11,64 M, 15,41
m, 11,64 N.
b) 19,32 M, 25,51 m, 19,32 N.
c) 18,40 M, 500,0 m, 36,80 N.
4.‑ Determinar
la molaridad, molalidad y normalidad de las siguientes soluciones acuosas:
a)
20 g de H3PO4/litro de sc, dens.= 1,12 g/cm3.
b)
12 g de AlCl3/kg de sc, dens.= 1,10 g/cm3.
c)
18 g de AgNO3/dm3 de sc, dens.= 1,15 g/cm3.
Rta.: a) 0,20 M, 0,19 m,
0,61 N. b) 0,10 M, 0,09 m, 0,30 N.
c) 0,11 M, 0,09 m, 0,11 N.
5.‑ Calcular las masas y los moles de
soluto presentes en las siguien‑ tes soluciones acuosas:
a)
6,5 kg de solución 0,5 M de ZnCl2 (dens.= 1,20 g/cm3).
b)
350 cm3 de solución de KCl al 32% m/m (dens.= 1,17 g/cm3).
c)
250 cm3 de solución 3 N de H3PO4.
d)
3,2 kg de solución 0,2 m de Mg(OH)2.
e)
200 cm3 de solución 5 m de (NH4)2SO4 (dens.=
1,14 g/cm3).
Rta.: a) 369,56 g, 2,71
mol.
b) 131,04 g, 1,76 mol.
c) 24,50 g, 0,25 mol.
d) 36,89 g, 0,63 mol.
e) 90,65 g, 0,69 mol.
6.‑
¿Qué volumen de solución acuosa de carbonato de sodio (Na2CO3) 0,5 m (dens.= 1,09 g/cm3)
deberá utilizarse en una reacción en la que se requieren 12,6 g de sal?
Rta.: 229,67 cm3.
7.‑ Calcular la molaridad de las
soluciones obtenidas:
a)
diluyendo 50 cm3 de solución acuosa 3 M de NaOH a 1 dm3.
b)
diluyendo 100 g de solución acuosa 2 m de HNO3 a 500 cm3.
Rta.:
a) 0,15 M.
b)
0,36 M.
8.‑ Una
solución acuosa de ácido sulfúrico concentrado al 88.43% m/m y dens.= 1,805
g/cm3 se diluye a un volumen 5 veces mayor. Calcular el volumen de
ácido diluído que se necesitará para preparar 5 dm3 de solución acuosa del ácido 1 N.
Rta.:
769,23 cm3.
9.‑
A 1,5 dm3 de solución acuosa de nitrato (V) de calcio (Ca(NO3)2)2,5
M y dens.= 1,2 g/cm3 se le agregan 10 g de soluto. Calcular la
normalidad de la solución final sabiendo que su dens.= 1.28 g/cm3.
Rta.: 5,39 N.
10.‑ Se mezclan 4,5 kg de solución acuosa
0,2 M de Cd(NO3)2 (dens.= 1,08
g/cm3) con 350 cm3 de solución acuosa de la misma sal
al28% m/m (dens.= 1,3 g/cm3). Expresar la concentración de la
solución resultante en normalidad y molalidad sabiendo que su densidad es 1,16
g/cm3.
Rta.:
0,64 N
0,30
m.
11.‑ ¿Qué volúmenes deberán mezclarse de
dos soluciones acuosas de ácido nítrico cuyas concentraciones respectivas son N/2
y N/10 para obtener 2 dm3 de solución de concentración N/5?
NOTA:
Considerar volúmenes aditivos.
Rta.:
0,5 dm3 de sc N/2 y
1,5
dm3 de sc N/10.
Problema Opcional:
12.‑ Se mezclan 125 cm3 de
solución acuosa 0,10 M de hidróxido de potasio (KOH), 150 cm3 de
solución acuosa 0,2 N de hidróxido de bario (Ba(OH)2) y 500 cm3 de solución acuosa 0,15 M
de clorato (V) de hidrógeno (HClO3).
Sin
usar masas atómicas relativas calcular:
a) Número
de equivalentes de ácido o base que deben agregarse a la solución asi obtenida,
para neutralizarla totalmente.
b) Número
de equivalentes de sal presentes en el sistema antes y después de efectuar la
neutralización indicada en el punto a).
Rta.: a) 0,0325
Equivalentes.
b) 0,0425 Eq. iniciales. 0,0750 Eq.finales.
Monografías
