LABORATORIO I
GUÍA DE ACTIVIDADES
TEÓRICO-PRÁCTICAS
Profesores Responsables
Dra. Verónica Baroni
Dra. Ana Iriarte
Dra. Nancy Ferreyra
Dra. Manuela García
Dr. Fabio Malanca
Dr. Marcelo Puiatti
2023
Este material ha sido elaborado, corregido y editado
por el personal docente de Laboratorio I de la
Facultad de Ciencias Químicas – UNC
2
SOLUCIONES
TIPOS DE SOLUCIONES. SOLUBILIDAD. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN.
DILUCIONES.
Sustancias, compuestos, elementos y mezclas
Una sustancia pura es cualquier tipo de materia cuyas muestras tienen
composición idéntica, y en condiciones iguales, propiedades idénticas. Una sustancia
puede ser un compuesto o un elemento.
Los compuestos son sustancias puras formadas por dos o más elementos
diferentes combinados en una proporción constante. Todos los compuestos se pueden
dividir en sustancias más simples, ya sean elementos o compuestos más sencillos.
Las propiedades físicas y químicas de un compuesto son diferentes de las propiedades
de sus elementos constituyentes. Ej.: agua, cloruro de sodio, glucosa.
Los elementos
son sustancias que no se pueden descomponer en otras más
simples mediante cambios químicos. Ej: nitrógeno, aluminio.
Una mezcla
es una combinación física de dos o más sustancias, en la que
cada una de éstas mantiene su identidad. La composición de las mezclas puede ser
muy distinta. Se pueden hacer un número infinito de mezclas de dos sustancias con
tan sólo variar las cantidades relativas de las dos sustancias.
Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas. Una mezcla
homogénea, también llamada solución, tiene composición y propiedades constantes;
ej.: agua salada, algunas aleaciones. Las mezclas que no son totalmente uniformes
son heterogéneas
; ej.: sal común, aceite y vinagre.
En esta parte de la asignatura nos referiremos a las mezclas homogéneas,
específicamente a soluciones. La mayoría de las reacciones químicas que suceden
en la naturaleza o las realizadas en la industria química se llevan a cabo en
disoluciones, también numerosos productos comerciales que se venden son
soluciones, por ejemplo: las bebidas gaseosas, los enjuagues bucales, los jarabes
para la tos, los fertilizantes y otros agroquímicos, el agua de riego, etc. Es por esto
que las soluciones son muy importantes dentro del estudio de la química.
Una solución o disolución (del latín disolutio) se define como una mezcla
físicamente homogénea de dos o más sustancias. Definimos como solvente o fase
dispersante al componente que posee el mismo estado de agregación que la
solución a la vez que soluto o fase dispersa al resto de los componentes. Decimos
que las soluciones son un tipo de mezcla homogénea debido a que el tamaño de las
partículas del soluto disueltas en la fase dispersante son muy pequeñas (menores a
1x 10
-3
μm), lo cual diferencia a las soluciones verdaderas de las dispersiones. Las
soluciones son distintas de los coloides y de las suspensiones en que las partículas
del soluto son de tamaño molecular y están dispersas uniformemente entre las
moléculas del solvente.
En el caso de que todos los componentes tengan idéntico estado de agregación el
soluto será aquella sustancia que se presenta en menor proporción y solvente la que
3
se encuentra en mayor cantidad. Entre ambos componentes de una solución se
establece un equilibrio. El proceso opuesto al proceso de disolución, se denomina
cristalización.
La proporción entre estos dos componentes de una solución varía dentro de ciertos
límites dependiendo del tipo de interacción que se produzca entre ellos.
Cuando una sustancia (el soluto) se disuelve en otra (el disolvente), las partículas
del soluto se dispersan en el disolvente. Las partículas de soluto ocupan posiciones
que estaban ocupadas por moléculas de disolvente. La facilidad con la que una
partícula de soluto reemplaza a una molécula de disolvente depende de la fuerza
relativa de tres tipos de interacciones:
interacción disolvente-disolvente
interacción soluto-soluto
interacción disolvente-soluto
Por simplificación, entendemos que el proceso de disolución se lleva a cabo en tres
etapas diferentes. La etapa 1 es la separación de las moléculas del disolvente y la
etapa 2 implica la separación de las moléculas del soluto. Estas etapas requieren
energía para romper las fuerzas de atracción intermoleculares; como consecuencia,
son endotérmicas. En la etapa 3 las moléculas del disolvente y del soluto se
mezclan. Este proceso puede ser exotérmico o endotérmico. El calor de disolución
ΔHdisol está dado por:
ΔHdisol = ΔH1 +ΔH2 +ΔH3
Si la atracción soluto-disolvente es mayor que la atracción disolvente-disolvente y
que la atracción soluto-soluto, el proceso de disolución será favorable o exotérmico
(ΔHdisol < 0).
Si la interacción soluto-disolvente es más débil que las interacciones disolvente-
disolvente y soluto-soluto, el proceso de disolución será endotérmico (ΔHdisol > 0).
Tipos de Soluciones
Aunque es frecuente asociar la palabra disolución con el hecho de poner una
sustancia en un líquido, generalmente agua, existen numerosas sustancias que
también deben clasificarse como disoluciones a pesar de que el disolvente no sea
un líquido. En general el estado físico del solvente determina el de la solución.
De esta manera las soluciones se pueden clasificar en: sólidas, líquidas y
gaseosas. Por ejemplo, el acero es una solución sólida, ya que es una mezcla
homogénea de carbono, manganeso, arsénico y silicio disueltos en hierro. A
Disolver
Soluto + Solvente SOLUCIÓN
Cristalizar
4
continuación, te presentamos una tabla con ejemplos de las soluciones más
comunes según su estado físico:
Estado de la
disolución
Estado del disolvente
Estado del soluto
Ejemplo
Gas
Gas
Gas
Aire
Líquido
Líquido
Gas
Oxígeno en agua
Líquido
Líquido
Líquido
Alcohol en agua
Líquido
Líquido
Sólido
Sal en agua
Sólido
Sólido
Gas
Hidrógeno en paladio
Sólido
Sólido
Líquido
Mercurio en plata
Sólido
Sólido
Sólido
Plata en oro
Disoluciones Disolvente Soluto
Solubilidad
La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que es posible disolver en cierta
cantidad de solvente. Es una propiedad que depende del tipo de soluto, del
tipo de disolvente y de las condiciones ambientales en que se desarrolla el
proceso de disolución. Un mismo soluto puede ser bastante soluble en un
disolvente y muy poco soluble en otro. Por otra parte, el grado de solubilidad de un
soluto en un disolvente, depende de condiciones como la temperatura y la
presión. Por ejemplo, la solubilidad del NaCl en agua a 0ºC es de 35,7
g por 100 mL
de agua. Ésta es la cantidad máxima de NaCl que se puede disolver en agua para
dar una disolución estable, en equilibrio, a esa temperatura.
Si a una solución se le agrega un exceso de soluto de manera tal que excede los
niveles de solubilidad, la cantidad extra de soluto no se disuelve y en consecuencia,
precipita, decimos que la solución está saturada. En este caso se produce un
equilibrio entre el soluto disuelto y el soluto no disuelto en la solución:
Soluto (disuelto) ⇌ Soluto (no disuelto)
Si una solución tiene una cantidad de soluto por debajo de los niveles de solubilidad
se dice que la solución es no saturada. En este caso la solución puede ser diluida
(cuando posee una muy baja cantidad de soluto) o concentrada (cuando posee una
cantidad considerable de soluto sin llegar al punto de saturación de la misma).
En condiciones apropiadas, a veces es posible formar disoluciones que contienen
una cantidad de soluto mayor que la necesaria para formar una disolución saturada.
Decimos que tales disoluciones están sobresaturadas. Por ejemplo, podemos
disolver mucho más acetato de sodio (NaC
2
H
3
O
2
) en agua a temperaturas altas que
a temperaturas bajas. Si preparamos una disolución de acetato de sodio a alta
temperatura y luego la enfriamos lentamente, todo el soluto podría permanecer
disuelto aunque la solubilidad disminuye al bajar la temperatura. Puesto que las
moléculas de soluto de una disolución sobresaturada están presentes en una
concentración mayor que su concentración de equilibrio, tales disoluciones son
inestables.
5
Solubilidad y temperatura. Uno de los factores más importantes a tener en cuenta
a la hora de evaluar la solubilidad es la temperatura, ya que esta afecta a la
solubilidad de la mayoría de las sustancias. En el caso de los solutos sólidos, la
temperatura es directamente proporcional a la solubilidad de los mismos. Además,
algunas sales muestran un incremento en la solubilidad con el incremento de la
temperatura. Si el soluto es un gas, la solubilidad es más fácil de predecir que en el
caso cuando el soluto es sólido. Así, la solubilidad de los gases en agua decae con
el incremento de la temperatura.
Solubilidad y presión. La presión es otro factor que influye notablemente en la
solubilidad de los gases en los líquidos. La disolución de un gas implica confinar sus
moléculas en un volumen bastante más reducido, es decir, las moléculas del gas
disuelto se deben mantener más próximas entre sí que en el gas libre. Un aumento
en la presión favorece esta mayor proximidad, aumentando el grado de solubilidad.
Por el contrario, si se disminuye la presión del gas disuelto, éste tiende a escapar de
la solución.
Unidades de Concentración. Las proporciones relativas existentes entre el soluto y
el solvente determinan la concentración de una solución. La concentración de una
disolución es una medida que indica la relación entre la cantidad de soluto y la
solución o el solvente.
La concentración de una disolución se puede expresar de diversas maneras:
Algunas dependientes de las temperaturas o no, otras en función de las unidades
físicas y químicas.
1- Unidades Físicas de Concentración:
a) % P/P, o % m/m: Indica gramos de soluto contenido en 100 g de solución.
b) % P/V o % m/V: Indica gramos de soluto contenido en 100 ml de solución.
100100%p/p
solvente de gramos soluto de gramos
soluto de gramos
solución de gramos
soluto de gramos
xx
100%p/v
(mL)solución devolumen
soluto de gramos
x
No Saturadas
Saturadas
Sobresaturadas
Clasificación de las
Soluciones
Diluidas
Concentradas
6
2- Unidades Químicas de Concentración:
a) La Molaridad (M) es el número de moles de soluto por 1 litro de solución.
b) La molalidad (m) se define como el número de moles de soluto por kilogramo de
solvente.
c) Fracción molar Es otra unidad de concentración de soluciones referidas al soluto
y al solvente. La fracción molar (X) es cociente entre el número de moles de soluto o
de solvente y el número de moles totales.
EJERCICIOS Y PROBLEMAS DE APLICACIÓN
1- Mencione ejemplos de los siguientes tipos de soluciones:
a) Sólido disuelto en líquido
b) Gas disuelto en líquido
c) Líquido disuelto en Líquido
2- Considere las siguientes soluciones. En cada caso prediga si la solubilidad del
soluto será alta o baja.
a) KCl en hexano
b) CaCl
2
en agua
c) CCl
4
en hexano
d) HF en agua
e) S
8
en agua
3- Una botella en el laboratorio posee el siguiente rótulo: Solución saturada de NaCl.
Indique como verificaría si efectivamente esta solución de NaCl está saturada.
4- La glucosa tiene una solubilidad de 180 g por 100 g de agua a 30
o
C. Se preparó
una solución que contiene 175 g de glucosa en 100 g de agua, a la misma
1000M
(mL)solución deVolumen
solutodemoles
(L)solución deVolumen
solutodemoles
x
1000xm
(g)solventedemasa
solutodemoles
(Kg)solventedemasa
solutodemoles
solvente de moles soluto de moles
solutodemoles
SolutoX
solvente de moles soluto de moles
solventedemoles
SolventeX
7
temperatura. Dicha solución se puede describir como: (Indique la afirmación
CORRECTA).
a) no saturada y concentrada.
b) diluida y saturada.
c) diluida.
d) saturada.
e) sobresaturada.
5- Una mezcla sólida contiene 80 g de NaNO
3
y 5 g de KCl. La solubilidad de KCl es 40
g/100 g H
2
O a 100
o
C y la del NaNO
3
es 180 g/100 g H
2
O a 100
o
C. ¿cuál es la
cantidad mínima de agua en ebullición (100
o
C) que es necesaria para disolver todo el
sólido. Indique la afirmación CORRECTA.
a) 44,4 g
b) 30,5 g
c) 60,0 g
d) 100,0 g
e) 40,0 g
6- El vino espumante es embotellado bajo una presión de 4,0 atm de CO
2
(g). En
relación con la solubilidad del CO
2
en el líquido una vez que se destapa la botella,
indique cuál afirmación será la CORRECTA:
a) La solubilidad del CO
2
(g) en el líquido disminuye porque la presión parcial
ejercida es menor.
b) La solubilidad no sufre ningún cambio.
c) A la nueva P, la solución está saturada.
d) La temperatura no afecta a la solubilidad del gas en el líquido.
e) En general si se cambia el solvente, la solubilidad del gas en el mismo no sufre
ninguna variación.
7- Explique bajo qué condiciones la molaridad y la molalidad de una solución son
prácticamente iguales.
8- Calcule la masa de sulfato de cobre pentahidratado necesaria para preparar 250 mL
de solución de CuSO
4
15 % P/V.
9- Describa como prepararía 1L de una solución 0,215 m de NaCl siendo la densidad
de esta solución 1,01 g/mL.
10- En un recipiente se colocan 50 mL de agua (a T = 20
o
C) y 50 g de K
2
Cr
2
O
7
.
Sabiendo que la solubilidad de K
2
Cr
2
O
7
en agua a T = 20
o
C y T = 100
o
C es 4,9 y 102
g/100 g de agua respectivamente, indique (δ
H2O
(T = 20
o
C) = 1 g/mL):
a) La m y el % P/P de la solución de K
2
Cr
2
O
7
resultante.
b) ¿Cuántos gramos de K
2
Cr
2
O
7
quedan sin disolver? ¿Cuál sería el volumen
necesario para disolver toda la sal?
c) ¿Cuántos moles de iones K
+
y cuantos moles de iones Cr
2
O
7
2-
están presentes
en la solución?
d) ¿Cuál será la m y el % P/P de K
2
Cr
2
O
7
si se calienta la solución a T = 100C?
8
11- Se tienen 4 matraces A, B, C, D. En cada uno de ellos se colocan 117 g de NaCl y
se agrega distinta cantidad de agua a saber:
Matraz A: agua hasta 100 mL de solución.
Matraz B: agua hasta 250 mL de solución.
Matraz C: agua hasta 1000 mL de solución.
Matraz D: agua hasta 2000 mL de solución.
Marque la afirmación FALSA, teniendo en cuenta que 35 g es la máxima cantidad de
NaCl que puede disolverse por cada 100 mL de solución:
a) La solución del matraz A es 20 M.
b) La solución del matraz D es 1 M.
c) Las soluciones A y B son de la misma concentración.
d) La concentración en C es el doble que en D.
e) La cantidad de iones Cl
-
en solución en el matraz C es igual a la cantidad de
iones Cl
-
en D.
12- Se prepara una solución disolviendo 10,6000 g de Na
2
CO
3
y completando con H
2
O
destilada hasta 500 mL.
a) Calcule la concentración de la solución expresada en:
I) Porcentaje peso en volumen.
II) Moles por litro.
b) Calcule la molaridad de una solución de Na
2
CO
3
preparada disolviendo
2,1200 g de sal y completando con H
2
O hasta 100 mL. Compare el resultado
con el obtenido en a). Discuta.
13- Se pesan 400 g de una sustancia y se prepara 0,5 L de solución. La masa de la
solución es de 530 g. Calcule la densidad de la solución y la concentración en gramos
por litro.
14- Se tiene una solución de H
2
SO
4
en H
2
O, de densidad δ = 1,83 g/mL y
concentración 93% P/P.
Calcule:
a) La molaridad de la solución.
b) La molalidad de la solución.
c) La fracción molar del H
2
SO
4
y del H
2
O.
d) El volumen de dicha solución que se necesita para preparar 500 mL de
solución de H
2
SO
4
1,5 M.
15- Se disuelve un mol de carbonato de sodio en 500 g de H
2
O. La solución así
preparada tiene una densidad δ = 1,16 g/mL. Calcule:
a) El porcentaje peso en peso de la solución.
b) El porcentaje peso en volumen de la solución.
c) La molalidad de la solución.
d) El número de moles de carbonato de sodio que hay en 1 litro de solución.
e) El número de moles de iones Na
+
que hay en 1 litro de solución.
f) Las fracciones molares del carbonato de sodio y del H
2
O.
9
16- La masa de 100 mL de una solución que contiene 20 g de hidróxido de sodio por
cada 80 g de H
2
O, es 120 g. Indique cuál de las siguientes afirmaciones referidas a
dicha solución, es CORRECTA.
a) 100 mL de solución contienen 20 g de hidróxido de sodio.
b) El porcentaje peso en peso de la solución es 25.
c) La molalidad de la solución es 250.
d) La molaridad de la solución es 6.
e) La densidad de la solución es 1,20 mg/mL.
17- Se prepara una solución de NaNO
3
disolviendo 2 moles de NaNO
3
en cantidad
suficiente de H
2
O para completar 500 mL de solución.
Calcule:
a) La masa de NaNO
3
.4H
2
O necesaria para preparar la solución.
b) La concentración de NaNO
3
expresada en %P/V.
18- Dada una solución de H
2
SO
4
en agua (35 % P/P y δ = 1,25 g/mL).
a) Calcule la molaridad de la solución.
b) Cuántos mililitros de esta solución son necesarios para preparar 250 mL de
solución de H
2
SO
4
0,2 M?
19- Calcule a qué volumen final deberán llevarse 10 mL de una solución de FeCl
3
de
concentración 0,8 M para obtener una solución de FeCl
3
de concentración 0,2 M.
20- Cuando a 100 mL de una solución de NaCl se le agrega H
2
O hasta un volumen de
500 mL, la molaridad de la solución resultante con respecto a la original es:
a) La mitad.
b) La octava parte.
c) La décima parte.
d) 5 veces mayor.
e) 5 veces menor.
21- Calcule la concentración de la solución que resulta de mezclar:
a) 10 mL de KCl 0,1 M + 20 mL de KCl 0,1 M
b) 50 mL de KCl 0,5 M + 50 mL de H
2
O
c) 100 mL de KCl 0,2 M + 400 mL de KCl 0,4 M
22- Se toman 3 alícuotas de 20 mL cada una, de una solución 3,12 m de KNO
3
de
densidad δ = 1,16 g/mL y se preparan 3 soluciones enrasando con agua hasta en 100,
250 y 500 mL respectivamente. Calcule el porcentaje peso en volumen de cada una
de las soluciones resultantes.
23- Se tienen 2 soluciones A y B de la siguiente composición:
A: 250 mL BaCl
2
2 M.
B: 500 mL NaCl 1 M.
Marque la afirmación CORRECTA:
a) La concentración de sal en ambas es la misma.
10
b) La concentración de cloruros en ambas es la misma.
c) Si se mezclan ambas soluciones, la concentración de cloruros es 2 M.
d) Si se mezclan ambas soluciones, la concentración de cloruros es 1,33 M.
e) Si se mezclan ambas soluciones, la concentración de Na
+
es 1 M.
24- Se tiene una solución de sulfito de sodio cuya concentración es 12,6 g/L. Se toman
10 mL de esta solución y se llevan a un matraz de 100 mL, enrasándose con H
2
O.
Calcule:
a) La molaridad de la solución original.
b) La concentración de la solución resultante expresada en moles por litro y en
% P/V.
c) El volumen de la segunda solución que se puede preparar a partir de 2 L de
la solución original.
25- A 100 mL de solución de HClO
4
0,2 M se le agregan 0,8850 g de KHO y H
2
O
hasta completar 500 mL. Calcule la molaridad de la solución de KClO
4
formada.
26- Calcule la molaridad de la solución de Na
2
SO
4
que resulta de agregar 200 mL de
solución de H
2
SO
4
de densidad δ = 1,25 g/mL y 35 %P/P a 500 mL de solución de
NaHO 4 M, completando con H
2
O hasta un volumen de 2 litros.
27- Se hacen reaccionar 250 mL de solución de H
2
SO
4
3 M con 350 mL de una
solución de Na
2
CO
3
, de acuerdo a la siguiente reacción:
Calcule:
a) La molaridad de la solución de Na
2
CO
3
.
b) La molaridad de la solución de Na
2
SO
4
resultante.
28- A 100 mL de una solución de HNO
3
de densidad 1,25 g/mL y concentración 31,5 %
P/P se le agregan 150 mL de KHO de concentración 28 % P/V.
Calcule:
a) La molaridad de la solución de KNO
3
formada.
b) La concentración de iones potasio expresada en moles por litro.
29- En un matraz de 500 mL se colocan 250 mL de una solución de NaHO al 10 % P/V
y se hacen burbujear 6 litros de CO
2
(g) a 1 atm y 0
o
C. Suponiendo que todo el CO
2
queda retenido en la solución y sabiendo que el producto formado es carbonato de
sodio:
a) Escriba una ecuación química balanceada para representar la reacción que
tiene lugar.
b) Calcule el número de moles y de moléculas de CO
2
que reaccionan.
c) Calcule la concentración en moles por litro de los iones Na
+
y de la sal
formada en la solución obtenida agregando H
2
O hasta completar 500 mL.
30- Según la reacción:
11
carbonato de sodio(s) + ácido clorhídrico(ac) cloruro de sodio(ac) + H
2
O + dióxido
de carbono(g)
Si se desea obtener 89,6 L de CO
2
medidos en condiciones normales:
a) ¿Qué volumen de una solución 18 m de ácido clorhídrico (δ = 1,2 g/mL)
necesitaría?
b) ¿Con cuántos gramos de carbonato de sodio los haría reaccionar?
31- Si se desea obtener 44,8 litros de dióxido de carbono medidos en condiciones
normales de temperatura y presión a partir de una solución de ácido clorhídrico de
densidad δ = 1,18 g/mL y 36,5 % P/P y carbonato de sodio sólido de acuerdo a la
siguiente reacción:
carbonato de sodio(s) + ácido clorhídrico(ac) cloruro de sodio(ac) + H
2
O + dióxido
de carbono(g)
se debe proceder de la siguiente manera (Indique la opción CORRECTA):
a) Mezclar 160 mL de solución de ácido clorhídrico y 1 mol de carbonato de sodio
b) Mezclar 160 mL de solución de ácido clorhídrico y 2 moles de carbonato de
sodio.
c) Mezclar 340 mL de solución de ácido clorhídrico y 212 g de carbonato de sodio.
d) Mezclar 80 mL de solución de ácido clorhídrico y 1 mol de carbonato de sodio.
e) Mezclar 116,8 mL de solución de ácido clorhídrico y 2 moles de carbonato de
sodio.
32- El ácido clorhídrico reacciona con sulfito de bario y con sulfito de calcio según las
siguientes reacciones:
sulfito de bario + ácido clorhídrico cloruro de bario + dióxido de azufre(g) + H
2
O
sulfito de calcio + ácido clorhídrico cloruro de calcio + dióxido de azufre(g) + H
2
O
Cuando se mezclan 37,6 g de una sal desconocida que puede ser sulfito de bario ó
sulfito de calcio, con una solución de ácido clorhídrico 32 % P/P y δ = 1,19 g/mL se
observa que a medida que se agrega la solución de ácido clorhídrico sobre la sal se
produce desprendimiento de gas. Cuando se han agregado 60 mL de solución de
ácido clorhídrico, cesa el desprendimiento de gas, aun cuando se siga incorporando
ácido.
a) Calcule el número de moles de sal que reaccionaron con el ácido.
b) Diga de qué sal se trata.
c) Calcule el volumen que ocuparía en condiciones normales el gas desprendido,
luego de haber agregado 80 mL de solución de ácido.
d) Considerando que el volumen final es de 500 mL y que la densidad de la
solución resultante es 1,15 g/mL. ¿Cuál es la molalidad de la solución de la sal
obtenida (cloruro de calcio o cloruro de bario)?
12
33- Se mezclan 31,5000 g de sulfito de sodio con 25 mL de solución de ácido
perclórico de concentración 5,0 M y se agrega agua hasta un volumen final de 100 mL.
Considerando que la reacción que ocurre es la siguiente:
sulfito de sodio(s) + ácido perclórico(ac) perclorato de sodio(ac) + dióxido de
azufre(g) + agua
indique cuál de las siguientes afirmaciones es FALSA:
a) Reaccionan 0,0625 moles de sulfito de sodio.
b) El ácido agregado reacciona completamente.
c) La concentración de la solución de perclorato de sodio formado es 1,25 M.
d) Se desprenden 1,40 L de dióxido de azufre medidos en condiciones normales
de presión y temperatura.
e) En la solución hay 0,125 × 6,02 × 10
23
iones sodio.
34- A 15 mL de una solución de sulfuro ácido de sodio de concentración 4 M se le
agregó un cierto volumen de solución de ácido nítrico de concentración 10 m y de
densidad δ = 1,25 g/mL. La reacción que tuvo lugar fue:
sulfuro ácido de sodio (ac) + ácido nítrico(ac) sulfuro de hidrógeno (g) +
nitrato de sodio(ac)
Sabiendo que el sulfuro ácido de sodio reaccionó completamente, que los volúmenes
son aditivos y que el volumen final es 60 mL, indique cuál de las siguientes opciones es
FALSA:
a) La concentración de la solución de ácido nítrico agregado es 7,7 M.
b) Reaccionaron 6 × 10
–2
moles de sulfuro ácido de sodio.
c) La concentración de la solución de nitrato de sodio formada es 1 M.
d) La masa de ácido nítrico presente en el volumen de solución agregado es de
3,78 g.
e) Se formaron 3,612 × 10
22
moléculas de sulfuro de hidrógeno.
35- Se trasvasa cuantitativamente 1,0000 g de una muestra que contiene CaCl
2
y KCl
a un matraz de 50,00 mL y posteriormente se enrasa con agua destilada. Para
conocer la composición de la muestra, se toma una alícuota de 10,00 mL de esta
solución y se le agrega un exceso de Na
2
CO
3
, el cual reacciona con CaCl
2
para dar un
precipitado de CaCO
3
(KCl permanece sin reaccionar). Este precipitado fue separado
por filtración, secado y pesado. La masa del precipitado fue 0,1153 g.
a) Escriba la reacción que ocurre correctamente balanceada.
b) Calcule la cantidad de moles de CaCl
2
presentes en los 10,00 mL de solución.
c) Calcule la cantidad de moles de CaCl
2
presentes en los 50,00 mL iniciales de
solución.
d) Calcule el porcentaje de CaCl
2
y KCl en la muestra.
e) Calcule la concentración molar de CaCl
2
y KCl en la solución preparada
inicialmente.
13
f) Indique, justificando su respuesta, si la concentración de sales en la alícuota de
10,00 mL es igual o diferente a la de la solución original.
36- El olor característico del vinagre se debe al ácido acético, CH
3
COOH. El ácido
acético reacciona con hidróxido de sodio en la forma siguiente:
Si se requieren 34,9 mL de NaHO 0,096 M para que reaccione todo el ácido acético
contenido en 2,5 mL de vinagre, diga:
a) ¿cuál es la molaridad del ácido acético en el vinagre?
b) ¿cuántos gramos de ácido acético hay en los 2,5 mL de vinagre?
c) ¿cuántos moles de ácido acético habrá en 200 mL de vinagre?
d) suponiendo que los volúmenes son aditivos, calcule la concentración de iones
Na
+
en la solución final.
e) ¿qué volumen de NaHO 1 M se necesitan para reaccionar completamente con
el ácido acético presente en 5 mL de vinagre?
37- De una botella que contiene ácido clorhídrico 11,5 ± 0,5 M se tomó una alícuota de
7,00 ± 0,01 mL y se colocó en un matraz el cual se enrazó con agua hasta un volumen
final de 500,0 ± 0,1 mL.
a) Calcule el número de moles de ácido clorhídrico contenidos en la alícuota de 7
mL.
b) ¿Cuál es la incerteza porcentual asociada al número de moles calculado en el
punto anterior?
c) Calcule la concentración molar de la solución contenida en el matraz expresada
con las cifras significativas de acuerdo a su incerteza absoluta.
38- 40 g sulfato de calcio impuro se disuelven en un volumen final de 500 mL. De la
solución formada se toma una alícuota de 50 mL que se hace reaccionar con 5 mL de
una solución de HCl 32 ± 1 % P/P y = 1,19 ± 0,01 g/mL.
a) ¿Cuál es la pureza de la sal inicial (sulfato de calcio)?
b) ¿Cuál es la molaridad de la solución de sulfato de calcio inicial?
c) Considerando que todas las alícuotas se tomaron con ball pipetas de doble
aforo, calcule el error de la molaridad y exprese M ± M.
PROBLEMAS ADICIONALES
1- Las solubilidades de CaCl
2
y NH
4
Cl en agua a 20
o
C son 74,5 y 29,7 g/100 g de
agua, respectivamente. En dos recipientes (A y B) se colocan:
recipiente A: 1 mol de CaCl
2
+ 100 mL de agua.
recipiente B: 1 mol de NH
4
Cl + 100 mL de agua.
Sabiendo que la densidad del agua a 20
o
C es de 1g/mL, indique la afirmación FALSA:
14
a) El número de moles de iones Cl
–
disueltos en el recipiente A y en el B es 1,34 y
0,55, respectivamente.
b) El % P/P de NH
4
Cl en el recipiente B es 22,9.
c) En el recipiente A quedan 36,5 g de sal sin disolver, y en el B quedan 23,8 g de
sólido.
d) La m del CaCl
2
en el recipiente A es 10.
e) Ambos recipientes contienen soluciones saturadas.
2- Indique cómo prepararía cada una de las siguientes soluciones:
a) 2,5 L de solución de hidróxido de sodio 1,20 M, a partir de hidróxido de sodio
sólido y H
2
O.
b) 50 mL de solución de BaCl
2
0,1 M, a partir de cloruro de bario dihidratado sólido y
H
2
O.
c) 2 kg de solución 3 m de glucosa (C
6
H
12
O
6
), a partir de glucosa sólida y H
2
O (δ
H
2
O= 1 g/mL).
3- Indique cuál de las siguientes afirmaciones, referidas a 400 mL de solución de
nitrato de sodio 1 M, es CORRECTA.
a) La solución contiene 0,04 moles de sal.
b) Si se agrega H
2
O hasta duplicar el volumen, la solución resultante tendrá la
misma concentración que la inicial.
c) Si se agregan 0,2 moles de nitrato de sodio, suponiendo que el volumen
permanece constante, la concentración de la solución resultante es 1,2 M.
d) Si se agregan 400 mL de solución de nitrato de sodio 0,5 M se obtiene 800 mL
de solución de nitrato de sodio 1,5 M.
e) Si se agrega H
2
O hasta un volumen final de 2 litros, se obtiene una solución de
nitrato de sodio 0,2 M.
4- Indique cuál de las siguientes afirmaciones es FALSA:
a) Para preparar 1 litro de solución de cloruro de sodio 2 M es necesario pesar 117
g de NaCl y agregar agua suficiente hasta completar 1 L de solución.
b) En 100 mL de solución 0,1 M de KNO
3
hay 1 × 10
–2
moles de iones potasio.
c) Todas las unidades de concentración que están relacionadas con el volumen de
solución dependen de la temperatura.
d) Conociendo el porcentaje peso en peso de una solución no se puede saber en
qué masa de solvente se encuentra contenida una dada masa de soluto.
5- Se dispone de 3 L de solución 0,3 M de CaCl
2
y de CaCl
2
sólido. Calcule la masa de
CaCl
2
necesaria para preparar 10 litros de solución 0,4 M a partir de la solución
original.
6- Indique cuál de las siguientes afirmaciones, referidas a 300 mL de solución de
fosfato disódico 2 M, es CORRECTA:
a) Si se agrega H
2
O hasta un volumen final de 600 mL, se obtiene una solución que
contiene 1 mol de soluto.
b) Si se agrega H
2
O hasta un volumen final de 1 L, la concentración de la solución
no cambia.
15
c) Si se agregan 300 mL de solución de fosfato disódico 4 M, la concentración de la
solución resultante es 3 M.
d) Si se agregan 2 moles de soluto, la concentración de la solución resultante es 4
M.
7- Calcule la concentración de la solución que resulta de agregar 83,6500 g de ZnCl
2
a
500 mL de solución de ZnCl
2
de densidad δ = 1,30 g/mL y concentración 3 m.
8- Se dispone de 100 mL de solución de ácido nítrico de densidad δ = 1,20 g/mL, y que
contiene 63 g de ácido nítrico en 100 g de H
2
O. Dadas las siguientes afirmaciones:
I) En los 100 mL de solución están contenidos 120 g de ácido nítrico.
II) El porcentaje peso en peso de la solución es 63.
III) La molalidad de la solución es 10.
IV) La molaridad de la solución es independiente del volumen de muestra.
Indique cual afirmación es falsa y cual verdadera. JSR.
9- Se prepara una solución de cloruro de magnesio disolviendo 20,3000 g de
MgCl
2
.6H
2
O y completando con H
2
O hasta 1 L de solución. Si la densidad de la
solución, medida en el laboratorio, es δ = 1,02 g/mL, indique cuál de las siguientes
afirmaciones es FALSA:
a) La molaridad de la solución es 0,1.
b) La molalidad de la solución es 0,1.
c) El % P/P de la solución es 0,93.
d) 10,20 g de solución ocupan un volumen de 10 mL.
e) El % P/V de la solución es 2,03.
10- Indique cuál de las siguientes afirmaciones es FALSA:
a) Para preparar 1 litro de solución de hidróxido de sodio 3 M es necesario pesar 3
moles de hidróxido de sodio y agregar H
2
O en cantidad suficiente para 1 litro.
b) Si la densidad de una solución es 1,30 g/mL su concentración es 130 g/litro.
c) 100 mL de solución de carbonato de sodio 0,5 M tienen distinta cantidad de
moles que 50 mL de solución de carbonato de sodio 0,5 M.
d) Molalidad (m) y fracción molar son unidades de concentración que no varían con
la temperatura.
e) La cantidad necesaria de soluto para preparar una solución saturada está
determinada por la solubilidad de ese soluto.
11- Se dispone de 10 mL de una solución de H
2
SO
4
2M. ¿Qué volumen de H
2
O deberá
agregarse para obtener una solución 0,1 M? (Suponga que los volúmenes son
aditivos).
a) 200 mL.
b) 190 mL.
c) 20 mL.
d) 50 mL.
e) 19 mL.
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