Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 1 de 21
Guía de ejercicios N°9
Unidad Nº 8: Soluciones
Ejercicios a desarrollar
1) El benceno es un hidrocarburo aromático de fórmula molecular C₆H₆, también conocido como
benzol, muy utilizado en la industria ya sea como disolvente orgánico o como intermediario para la
síntesis de sustancias farmacéuticas. Un equipo de investigadores de química orgánica está
trabajando con benceno y sabe que la densidad es de 0,8786 g/cm³ (a 1 atm y 25ºC),
a) ¿Cuál es la masa de 120 ml de Benceno?
b) Si se tienen 50 g de benceno, ¿qué volumen ocuparía?
2) Un vaso de una bebida alcohólica blanca contiene un 30 % de masa de alcohol.
Aproximadamente el 15 % del alcohol ingerido pasa a la sangre. Calcular la concentración de
alcohol en la sangre expresada en mg/mL después de haber bebido 3 vasos. La masa del
contenido de los 3 vasos es 200 g.
Un adulto, tiene un promedio de 7 L de sangre. Una concentración de 3 mg de alcohol por cada
mililitro de sangre ya es indicativo de intoxicación.
¿Se intoxicará un adulto al ingerir esa cantidad de alcohol?
3) La determinación de azúcares reductores se realiza de rutina en el laboratorio mediante el método
de Fehling. Uno de los reactivos de Fehling es una solución de sulfato cúprico en agua. En el
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 2 de 21
laboratorio de Química Orgánica un estudiante necesita preparar esta solución de sulfato cúprico
(CuSO
4
) para poder llevar a cabo este método. El protocolo indica que deben pesarse 8,75 g de
sulfato cúprico y disolverlos en una porción de agua destilada y una vez disuelto completar con
agua destilada hasta alcanzar un volumen de 250 ml.
a) Indicar el soluto y el solvente.
b) Expresar la concentración de la solución así preparada en % m/v.
c) Si se quisiera preparar 1,5 litros de solución de una concentración como la obtenida en b),
¿qué masa de sulfato cúprico sería necesario pesar?
4) Un alumno de la cátedra de Química Analítica necesita preparar una solución de ácido rubeánico
(C
2
H
4
N
2
S
2
) para un ensayo de identificación del catión cobre, para ello utiliza 30 ml del ácido y 690
ml de agua.
a) Identificar soluto y solvente.
b) Expresar la concentración de la solución en % v/v (suponer que los volúmenes son aditivos)
c) Teniendo en cuenta que la densidad del ácido rubeánico es 0,65 g/ml, ¿cuál es la molaridad de
la solución?
5) En el laboratorio de control de calidad, se requiere preparar 2 litros de una solución para analizar
un producto. La solución a preparar es fosfato monosódico (NaH
2
PO
4
) 0,2M, al ver que la
solubilización no es óptima y requiere mucho tiempo (ya que la concentración es elevada) se
decide utilizar el reactivo monohidratado (NaH
2
PO
4
.H
2
O) que tiene una solubilización mayor.
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 3 de 21
Calcular cuánto más se debe pesar del reactivo monohidratado en comparación del reactivo sin
hidratación.
6) El fluoruro de sodio (NaF) se usa en la industria farmacéutica para producir distintas pastas de
dientes. Se cuenta con 800 g de una solución acuosa de fluoruro de sodio 17 % m/m.
a) Identificar al soluto y al solvente de dicha solución.
b) ¿Cuántos gramos de soluto y cuántos gramos de solvente hay en solución?
7) El cloruro de potasio es una sal binaria muy utilizada como reemplazo de la sal de mesa. Los
pacientes que sufren hipertensión la pueden utilizar como condimento debido a que no tiene sodio.
En el laboratorio se cuenta con 50 gramos de la sal y 500 mililitros de agua; considerando que la sal
agregada no aporta volumen y que la densidad del agua es de 0,997 g/cm³ a 1 atm y 25ºC, respondé:
a) ¿Cuál será el % m/v de la solución preparada con 1,5 gramos de sal y 25 mL de agua?
b) ¿En cuántos ml de agua deberá disolver 3 g de cloruro de potasio si quiere obtener una
solución 12 % m/v?
c) ¿Cuántos gramos de sal deberá adicionar a 350 ml de agua para tener una solución 7,5% m/v?
8) Los metales están entre los tóxicos más antiguos conocidos por el hombre. En el industrializado
mundo actual, las fuentes de exposición a metales pueden ser tan variadas como el agua, los
alimentos o el ambiente contaminados. Dentro de los metales pesados más tóxicos para el ser
humano, los más relevantes son: plomo, mercurio y arsénico.
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 4 de 21
La determinación de la presencia de estos metales pesados en sangre requiere de una metodología
altamente sensible, pues estos elementos provocan síntomas graves y aun la muerte en
concentraciones muy pequeñas. Generalmente los resultados de esas determinaciones se expresan
en partes por millón (ppm).
a) El análisis de sangre de un paciente indica que posee 0,03 mg/L de mercurio (Hg). Indique
cuál sería el valor informado si se expresa en ppm.
b) Llega al laboratorio un paciente con un diagnóstico presuntivo de saturnismo (intoxicación
con plomo). Se determinó la concentración de plomo (Pb
2+
) en sangre y se obtuvo un valor de
80 µg/dL. Se recomienda que los niveles de Pb en sangre se mantengan por debajo de 0,1
ppm. Indicar la concentración de Pb
2+
en sangre expresada en ppm y en base a eso decir si
este paciente cumple con la recomendación.
9) El ácido fosfórico es un oxácido débil que se puede encontrar en alimentos y bebidas, bien sea
porque se incluyó de forma artificial o porque venía con el componente incluido de forma natural.
En nuestro organismo también podemos encontrar este componente químico. Este se encuentra en
aniones mejor conocidos como iones de fosfato, específicamente está ubicado en tejidos blandos
y líquidos corporales.
Se prepara una solución disolviendo 300g de ácido fosfórico en agua suficiente para formar un
litro de solución cuya densidad resulta ser 1,15 g/ml. Determine:
a) Porcentaje en masa.
b) Porcentaje masa en volumen.
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 5 de 21
10) En la farmacopea de numerosos países el nitrato de plata, junto con la propia plata, se utiliza
como antiséptico y desinfectante aplicado por vía tópica. Para fabricar una crema se pide que la
concentración de Nitrato de plata sea del 1 % m/v ya que es una sal tóxica y peligrosa en las
concentraciones equivocas. Usted tiene que obtener 300 mL de solución de 1 % m/v a partir de 1
mol de sal y 500 gramos de agua.
a) ¿Cuál es el soluto y cuál el solvente?
b) ¿En qué proporción debe utilizar cada uno?
11) Uno de los principales controles de calidad del agua para consumo humano es la determinación de
los niveles de arsénico. Se determinó el contenido de arsénico en una muestra de agua que llegó al
laboratorio y el resultado arrojó que el contenido de arsénico era de 1 ppm. En estos momentos, el
límite recomendado para la concentración de arsénico en el agua potable es de 10 μg/L. Indicar si el
agua analizada en el laboratorio cumple o no con este requisito.
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 6 de 21
12) Las soluciones de nitrato de plata se utilizan como cáustico en el tratamiento de: verrugas,
granulomas de la piel y aftas bucales. En el laboratorio Ud. debe hacer una valoración del contenido
de nitrato de plata de una muestra, mediante gravimetría. La reacción que rige el proceso es la
siguiente:
AgNO
3
(ac) + NaCl(ac) ⟶ NaNO
3
(ac) + AgCl(s)
Una posible estrategia para resolver este ejercicio:
A continuación, se desarrolla una posible estrategia para resolver este ejercicio. Primero, se debe
identificar al soluto y al solvente de la solución. Luego, comprender a la unidad de concentración
ppm. La misma se refiere a la cantidad de unidades de una determinada sustancia que hay por
cada millón de unidades del conjunto. En el contexto de una solución se puede representar como:
Luego, se compara el dato obtenido con el límite o máximo para evaluar si se cumple o no con el
requisito impuesto.
Solución:
Primero se identifica al arsénico como soluto y al agua como solvente de la solución o muestra
que se tiene. Luego, desglosar la información que da la unidad de concentración utilizada. Como
el enunciado dice que la muestra tiene 1 ppm de arsénico, se puede decir que:
Como el máximo permitido de arsénico en agua es de 10 µg de arsénico por litro de solución o
0,01 mg de arsénico por litro de solución, haciendo el pasaje de µg a mg, se puede concluir que la
muestra no cumple con el requisito.
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 7 de 21
Para llevar a cabo la reacción se debe agregar a la muestra una cantidad suficiente de solución de
cloruro de sodio que asegure que este reactivo esté en exceso. Una vez puesta a punto la técnica, se
determinó que hay que agregar 10 g de cloruro de sodio a 20 ml de muestra. Usted cuenta para ello
con 200 ml de una solución acuosa de cloruro de sodio 32% m/m cuya densidad es 1,45 g/cm³ (a 1
atm y 25ºC).
a) ¿Cuántos mililitros de la solución de cloruro de sodio 32% m/m debe agregar a los 20 ml de
muestra?
b) ¿En qué recipiente llevaría a cabo la reacción? En el laboratorio hay vasos de precipitados de
50 ml, de 100 ml, de 250 ml y de 500 ml.
13) En el laboratorio de química analítica se quiere rotular nuevamente todas las soluciones acuosas
que se detallan a continuación con su concentración expresada en molaridad (M). A uno de los
ayudantes de la cátedra se le encarga la tarea ¿cuáles serían los nuevos rótulos para las siguientes
soluciones? Expresar la concentración de las soluciones en Molaridad (M).
a) Cloruro de Bario 25 % m/v.
b) Sulfato de Sodio 160 mg/ml.
c) Glucosa (C
6
H
12
O
6
) 11 % m/m (densidad es 1,067g/ml a 1 atm y 25ºC).
d) Metanol (CH
3
OH) 35 % v/v (densidad del metanol 0,79 g/cm³ a 1 atm y 25ºC).
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 8 de 21
14) Hace algunos años, la Organización Mundial de la Salud (OMS), estableció una concentración
máxima permitida de Pb
2+
de 0,0100 mg/L, en los cursos de agua destinados al consumo humano.
Una empresa ubicada a orillas del Río Pilcomayo derramó 100000 g de sulfato de plomo.
a) Calcular la concentración de Pb
2+
expresada en mg/L, si el volumen de agua del río es de 0,50
x 10
8
L.
b) Decida si el agua del río es apta para el consumo humano.
15) El carbonato de litio (Li
2
CO
3
), por su acción sobre el sistema nervioso central, es utilizado en la
terapia del trastorno afectivo bipolar, la esquizofrenia y en algunos casos también la depresión. La
vida media de eliminación es, en promedio, de 20 a 24 horas, aunque varía considerablemente de
paciente a paciente y puede variar en el mismo paciente en el largo plazo, por lo que es necesario el
monitoreo periódico de los niveles plasmáticos. En su laboratorio se hace de rutina la determinación
de Li en plasma de pacientes. Para ello debe confeccionar una curva de calibración a partir de una
solución de carbonato de litio de referencia. La solución de referencia debe tener una concentración
5 mM.
a) ¿Cómo procede para preparar 100 ml de esa solución de referencia? ¿Cuántos gramos de
soluto es necesario pesar y a qué volumen final hay que llevar la solución?
b) Se arma una batería de 6 tubos para la curva de calibración. Cada uno de los tubos debe
contener cantidades crecientes de Li. Indique cuántos ml debe pipetear de la solución de
referencia para que cada tubo tenga los micromoles que se indican en la siguiente tabla.
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 9 de 21
TUBO
micromoles de Li
+
Volumen de Sc. de
Referencia (ml)
1
0,25
2
0,50
3
0,75
4
1,00
5
1,50
6
2,00
16) El ácido sulfhídrico se encuentra naturalmente en pozos de petróleo. El mismo tiene efectos en la
salud que dependen de la cantidad y del tiempo al cual se encuentre expuesta la persona. Para
evaluar el efecto del compuesto sobre los trabajadores de la industria petrolífera se realiza una
investigación en la que se trabaja con 637 g de una solución acuosa de ácido sulfhídrico 17% m/v
(la densidad de la solución es 1,36 g/cm³ a 1 atm y 25ºC).
a) ¿Cuál es la Molaridad de esta solución?
b) ¿Cuál es la molalidad de esta solución?
17) La lavandina es la denominación comercial genérica del Hipoclorito de Sodio (NaClO) disuelto
en agua. En su forma más habitual se comercializa en una solución al 5,25% m/v, y su densidad
es 1,11 g/ml a 25°C.
a) Expresar la concentración en % m/m.
b) ¿Cuántos moles de hipoclorito hay en 600 ml de solución?
c) Expresar la concentración en molaridad (M).
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 10 de 21
Una posible estrategia para resolver este ejercicio:
Primero, se debe identificar al soluto y al solvente de la solución. Luego, se debe interpretar las
unidades de concentración y demás datos que da el ejercicio. La unidad de concentración % m/V
es:
Luego, para realizar el pasaje de una unidad de concentración a otras se plantean las
equivalencias necesarias. Para el pasaje de % m/V a % m/m se utiliza el dato de la densidad de la
solución (.
Como se tiene el dato del volumen de la solución de la unidad de concentración % m/V y la
densidad, se calcula la masa de la solución.
Se sabe que la masa de soluto en gramos que se encontraba en 100 ml de solución se encuentra,
también, en la masa de solución calculada con la fórmula de densidad. Por lo tanto, con el dato de
la masa de la solución y los gramos de soluto que contiene se llega a la expresión de % m/m.
Por otro lado, para saber la cantidad de moles de soluto en cierto volumen de solución se debe
conocer la masa molar del soluto. Luego, con el dato de la cantidad de moles que hay en 100 ml
de solución, según el % m/V, se calcula la cantidad de moles en un volumen dado.
Por último, partiendo del dato de la cantidad de moles de soluto por cada 100 ml de solución, se
calcula la cantidad de moles de soluto en 1000 ml de solución para plantear la unidad de
concentración Molaridad.
Solución
Primero, se identifica al hipoclorito de sodio (NaClO) como el soluto y al agua como el solvente
de la solución. Luego, para realizar el pasaje de % m/V o % m/m se despeja la masa de la
solución de la ecuación de densidad:
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 11 de 21
Teniendo el dato de masa se plantea la siguiente regla de tres y se obtiene el % m/m:
111 g solución _______ 5,25 g NaClO
100 g solución _______x= 4,73 g NaClO
Por otro lado, se sabe que la masa molar del NaClO es de 74,44 g/mol y con dicho dato se puede
obtener la cantidad de moles que hay en 100 ml de solución. Cada 100 ml de solución hay 5,25
gramos de NaClO, esa masa de soluto equivale a 0,0705 mol.
74,44 g _______ 1 mol NaClO
5,25 g _______x=0,0705 mol NaClO
Como en 100 ml de solución hay 0,0705 mol, en 600 ml hay 0,423 moles de NaClO.
100 ml ______ 0,0705 mol NaClO
600 ml ______ x= 0,423 mol NaClO
Por último, como cada 100 ml de solución hay 0,0705 mol, en 1000 ml hay 0,71 moles de
NaClO. La Molaridad de la solución es de 0,71 M.
100 ml ______ 0,0705 mol NaClO
1000 ml ______ x= 0,705 mol NaClO
18) La amoxicilina es uno de los antibióticos más usados para tratar las infecciones del tracto
respiratorio superior. Cuando debe ser administrada a niños, la forma farmacéutica adecuada es una
suspensión acuosa de amoxicilina. Estas suspensiones deben ser extemporáneas (preparadas justo
antes de ser usada), es por ello que las especialidades medicinales disponibles en el mercado
consisten en un polvo (que contiene la amoxicilina), al cual se le debe agregar agua hasta alcanzar
el nivel indicado en el envase. La suspensión así preparada es la que se administra al niño y debe
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 12 de 21
conservarse en heladera por un máximo de 7 días. Si en el frasco hay 20 g de polvo (amoxicilina +
excipientes) y se le agrega agua hasta completar un volumen final de 120 ml:
a) Indicar la concentración total de polvo en % m/v.
b) El rótulo del envase indica que la suspensión así preparada contiene una concentración de
amoxicilina de 500 mg /5 ml. Indicar cuántos gramos, de los 20 g de polvo, corresponde a
amoxicilina y cuántos a excipientes.
c) La posología (forma de administración) indica que la dosis en lactantes y niños, para el
tratamiento de una otitis bacteriana media, es 100 mg/kg/día dividido en 3 tomas (cada 8
horas), ¿cuántos ml deberán administrarse cada 8 horas a un niño que pesa 22,5 kg?
19) Las suspensiones de hidróxido de aluminio e hidróxido de magnesio se utilizan como antiácidos
de efecto inmediato para aliviar los síntomas de la acidez. El poder antiácido se debe a la presencia
de iones (OH)
-
en la suspensión que son los que neutralizan los H+ del medio ácido del estómago.
En el mercado existen distintas marcas comerciales. Un paciente llega a la farmacia y se encuentra
con dos formulaciones distintas y le pregunta al empleado cuál tiene mayor poder antiácido. El
empleado le dice que ambas formulaciones son iguales en cuanto a poder antiácido.
Al(OH)
3
Mg(OH)
2
Formulación A
400 mg/5 ml
400 mg/5 ml
Formulación B
10 % m/V
10 % m/V
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 13 de 21
a) ¿Está ud, de acuerdo con esa respuesta? Justificar la respuesta presentando los valores de
concentración molar de OH
-
para cada formulación.
b) Si el paciente toma una cucharada sopera (10 ml) de la formulación B, ¿cuántos moles de
anión OH
-
habrá ingerido?
20) Una médica de guardia necesita administrar potasio a un paciente con hipocalemia severa. La
dosis que se debe administrar a este paciente es 40 mmoles de potasio en el término de 4 horas (10
mmoles por hora). Para ello cuenta con ampollas de 25 ml de solución hipertónica de cloruro de
potasio 10% m/V. ¿cuántos ml de la solución hipertónica deberá inyectar cada hora?
21) Todos los océanos del planeta absorben un tercio de las emisiones humanas de CO
2
. Las
emisiones de CO
2
aumentan año a año debido al alto consumo de combustibles fósiles. En 1990
fueron emitidas 20,878 Gt (gigatoneladas) de CO
2
y en 2005 la emisión ascendió a 26,402 Gt, o sea
un aumento del 1,7% por año durante este período. La disolución masiva de CO
2
en los océanos
provoca una disminución del pH del agua haciéndola más ácida, disminuyendo la concentración de
carbonatos, y afectando al ecosistema marino.
La fracción molar de CO
2
en la atmósfera, en la época preindustrial, era de 275 ppm (micromol de
CO
2
/moles de gases totales) y en 2020 ese valor alcanzó los 416 ppm. Indicar cuál fue la variación
de la concentración molar de CO
2
en los océanos durante ese período.
Datos: Constante de Henry para el CO
2
a 25°C = 3,79 x 10
-2
mol.L
-1
.atm
-1
Considere Presión atmosférica = 1 atm
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 14 de 21
22) El bromuro de potasio es comúnmente utilizado en la veterinaria como anticonvulsivante. La dosis
adecuada para un perro de 12 kg de peso es 1,5 g por día. Se dispone de una solución acuosa de
Bromuro de potasio 1,25 M. ¿Cuántos ml de solución habrá que administrarle al animal cada día?
23) El cloruro de calcio o cloruro cálcico (CaCl
2
) es un compuesto químico, inorgánico, mineral
utilizado como medicamento en enfermedades o afecciones ligadas al exceso o deficiencia de
calcio en el organismo. A continuación, se demuestra su solubilidad en agua:
A medio litro de agua se le añaden 35 gr de CaCl
2
a una temperatura de 70°C.
Explicar con resultados numéricos como es la solución obtenida teniendo en cuenta el concepto
de solubilidad.
24) El fenbendazol es un medicamento que se usa para desparasitar bovinos y posee una composición
porcentual de 60% C, 4,35% H, 14%N, 10,7% O y 10,7 de S. a nivel comercial este medicamento lo
venden en volúmenes de 2 dm
3
al 25% m/v. según su posología la vía de administración es de 1 mL
por cada kg de peso vivo. Indicar
a) la formula química del fenbendazol
Química Idoyaga. Versión 2.7. Página 15 de 21
b) la concentración Molar que presenta 1 mL de fenbendazol.
25) El ácido sulfúrico (H
2
SO
4
) concentrado que se usa en el laboratorio tiene una concentración 98%
m/V. Su densidad es 1,83 g/cm³ a 1 atm y 25ºC.
a) Expresar la concentración de la solución en molaridad (M) y molalidad (m).
b) ¿Cuántos moles por litro de H
+
y (SO
4
)
2-
habrá en esa solución?
Una posible estrategia para resolver este ejercicio:
Primero, se debe identificar al soluto y al solvente de la solución. Después, se debe interpretar las
unidades de concentración y demás datos que da el ejercicio. La unidad de concentración % m/V
es:
Luego, para realizar el pasaje de una unidad de concentración a otras se plantean las
equivalencias necesarias. Para el pasaje de % m/V a Molaridad se necesita saber la masa molar
del soluto. Con el dato de la cantidad de moles de soluto que hay en 100 ml de solución, según el
% m/V, se calcula la cantidad de moles en 1000 ml de solución para plantear la unidad de
concentración molar.
Por otro lado, para realizar el pasaje de % m/V a molalidad se necesita la densidad de la solución
y la masa molar del soluto. Como se tiene el dato del volumen de la solución de la unidad de
concentración % m/V y la densidad, se calcula la masa de la solución.
Se sabe que la masa de soluto en gramos que se encuentra en 100 ml de solución se encuentra,
también, en la masa de solución calculada con la fórmula de densidad. A partir de la masa del
soluto y la masa de la solución se calcula la masa de solvente como:
Este documento contiene más páginas...
Descargar Completo
2. Guía de ejercicios y problemas de la clase 5. Versión 2.5.pdf
Estamos procesando este archivo...
Lamentablemente la previsualización de este archivo no está disponible. De todas maneras puedes descargarlo y ver si te es útil.
Descargar
Estamos procesando este archivo...
Lamentablemente la previsualización de este archivo no está disponible. De todas maneras puedes descargarlo y ver si te es útil.