QUÍMICA GENERAL
PROBLEMAS RESUELTOS
Dr. D. Pedro A. Cordero Guerrero
LAS DISOLUCIONES
2012
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 2 de 66
LAS DISOLUCIONES
CONCEPTOS TEÓRICOS BÁSICOS
Una disolución es una mezcla homogénea. Está compuesta por un disolvente (uno solo, que suele ser el
componente mayoritario o el que se encuentra en el mismo estado físico que la disolución, aunque si uno de los
componentes es el agua, se suele tomar siempre como disolvente) y soluto (uno o varios)
EXPRESIONES DE LA CONCENTRACIÓN:
UNIDADES FÍSICAS:
g/l : Gramos de soluto que hay en 1 litro de disolución
% en peso: Gramos de soluto que hay en 100 gramos de disolución
% en volumen: ml de soluto que hay en 100 ml de disolución
p.p.m. (Partes por millón) partes de soluto que hay en un millón de partes de disolución. Suele referirse
generalmente a masas: mg de soluto que hay en un millón de mg (1 Kg) de disolución
UNIDADES QUÍMICAS:
Molaridad: Nº de moles de soluto que hay or cada litro de disolución: M =
Normalidad: Nº de equivalentes químicos de soluto que hay or cada litro de disolución,
N = ; (N = M.v) ; Equivalente químico o peso equivalente =,
siendo : v la valencia
Valencia en las reacciones ácido-base: - Ácidos: v = Nº de H sustituibles
- Bases: v = Nº de OH sustituibles
- Sales: v = Nº de H sustituidos
Valencia en reacciones redox: Nº de electrones intercambiados
molalidad: Nº de moles de soluto que hay por cada Kg de disolvente: m =
Fracción molar: Cociente entre el nº de moles de soluto y el nº total de moles:
SOLUTO
X =
PROPIEDADES COLIGATIVAS
Son aquellas cuyo valor depende exclusivamente de la cantidad de soluto (nº de moles) disuelta, no de su
naturaleza. Son aplicables a los solutos no salinos o no electrolitos (aquellos que al disolverse no se disocian). Se
aplican a las disoluciones ideales (aquellas en las cuales se cumple que las partículas de soluto son perfectamente
elásticas, no existen fuerzas atractivas entre ellas y su volumen es despreciable frente al del disolvente). Son cuatro:
Variación de la presión de vapor de una disolución: Cualquier sustancia líquida o gaseosa siempre se encuentra
en equilibrio con una fase gaseosa, la cual como gas que es, ejerce una presión.
Presión de vapor: es la presión que ejerce la fase gaseosa de una sustancia que se encuentra en contacto con su
fase sólida o líquida. Depende exclusivamente de la temperatura.
Temperatura de ebullición: es aquella temperatura a la cual la presión de vapor de un sólido o un líquido iguala a
la presión exterior. En recipientes abiertos es 1 atm (si la presión exterior lo es) pero si el recipiente está
cerrado, será la presión del recipiente
LEYES DE RAOULT: La presión de vapor de una disolución (Pv) formada por un disolvente volátil y un soluto no
volátil es igual al producto de la presión de vapor del disolvente puro (Pºv) por la fracción molar del disolvente
dvte
(Xdv): Pv = pº.X
CRIOSCOPÍA: Es el descenso de la temperatura de congelación de un disolvente al disolver en él un soluto no volátil.
EBULLOSCOPÍA: Es el aumento de la temperatura de ebullición de un disolvente al disolver en él un soluto no volátil.
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En ambos casos, las variaciones son proporcionales a la molalidad de la disolución, y la constante de
proporcionalidad (Constante crioscópica o ebulloscópica ) depende exclusivamente del disolvente:
CRIOSCOPICA
; Para el agua: K = - 1,86 ºC/Mol
EBULLOSCOPIA
K = + 0,52 ºC/Mol
PRESIÓN OSMÓTICA ( A ): La ósmosis es el paso de las partículas del disolvente a través de una membrana
semipermeable que separa dos disoluciones de diferente concentración. La presión osmótica es la diferencia entre
las presiones que ejerce dos disoluciones de concentraciones diferentes sobre la membrana semipermeable que
SOLUTO
las separa. Ecuación de Van’t Hoff: A.V = n .R.T ; A = M .R.T ;
PROPIEDADES COLIGATIVAS Y ELECTROLITOS: Las propiedades coligativas pueden aplicarse a los solutos
electrolitos o salinos (aquellos que al disolverse se disocian) los cuales al disociarse originan un número mayor de
partículas por lo que se les aplica un factor de corrección: el Factor de Van’t Hoff que viene dado por la relación: .
E l valor de i es 1 para solutos ideales y
m ayor de 1 para solutos que sean
e lectrolitos.
dvte
Presión de vapor: Pv = i.pº.X ; Crioscopía y Ebulloscopía:
Presión osmótica : A = i.M .R.T ;
DISOLUCIONES DE LÍQUIDOS MISCIBLES: Si cumplen las condiciones de idealidad, les son aplicables las
leyes de Raoult para las disoluciones y de Dalton para las mezclas de gases, aplicándoselas a cada uno de los
componentes
A
RAOULT: La presión de vapor de un componente de la disolución (Pv ) es igual al producto de su presión de vapor
A A A
A A
puro (Pº ) por su fracción molar en la disolución (X ): Pv = P º.X
DALTON: La presión de vapor total es igual a la suma de las presiones de vapor de todos los componentes: P
TOTAL A B
= P + P
a
La presión parcial de cada componente en la fase de vapor (P ) es igual al producto de la presión total
A TOTAL A
TOTAL) A
(P por su fracción molar en la fase de vapor (Y ): Pv = P .Y
Obviamente la presión de vapor obtenida con la ley de Raoult a partir de los datos de la disolución (fase
A A A
líquida: Pv = P º.X ) es la misma que se obtiene con la ley de Dalton a partir de los datos de la fase de vapor
A TOTAL A
(fase gaseosa: Pv = P .Y ), lo cual nos permite relacionar las composiciones en ambas fases.
DISOLUCIONES DE LÍQUIDOS INMISCIBLES: LEY DE DISTRIBUCIÓN O REPARTO: Cuando se
añade una sustancia soluble a un sistema formado por dos líquidos no miscibles, éste se distribuye entre ambos
de distinta manera. La relación entre las concentraciones en ambos líquidos es el coeficiente de distribución o
reparto, y es igual también a la relación entre su solubilidad en ambos disolventes.:
DISOLUCIONES DE GASES EN LÍQUIDOS: LEY DE HENRY : Es aplicable con bastante precisión a
todos los gases excepto a aquellos que al disolverse se disocian o bien se combinan químicamente con el
disolvente.
Se enuncia así: “A temperatura constante y en equilibrio, la presión parcial de uno de los componentes de una
disolución en la fase gaseosa es proporcional a su concentración en la disolución (esta ley es análoga a la de
Raoult)” o lo que es lo mismo: “La solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión
parcial del gas sobre la disolución”: C = K.P, siendo: C: la concentración del gas en la disolución, P: su presión
parcial y K la constante de la Ley de Henry.
La solubilidad de los gases, además de con las expresiones normales suele expresarse como:
Coeficiente de absorción: es el volumen del gas, medido en C.N., que se disuelve en la unidad de volumen a esa
temperatura cuando la presión parcial del gas es de 1 atm.
Coeficiente de solubilidad: Es el volumen de gas, medido en las condiciones experimentales, disuelto en la unidad
de volumen del disolvente.
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AGRUPACIÓN DE LOS PROBLEMAS RESUELTOS: (Algunos de ellos se podrían incluir en varios grupos)
Los no señalados con asteriscos, son de baja dificultad: aplicación directa de las fórmulas y/o conceptos.
Aquellos señalados con un asterisco, son de dificultad media, ya sea por los conceptos necesarios para resolverlos
o por tener que relacionar varios de ellos. Los señalados con dos asteriscos, se consideran ya de una cierta
dificultad ya sea conceptual o de cálculo
Grupo A - CÁLCULO DIRECTO DE CONCENTRACIONES
Grupo B - PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES A PARTIR DE OTRAS
Grupo C - MEZCLAS DE DISOLUCIONES
Grupo D - PROPIEDADES COLIGATIVAS
Grupo E - DISOLUCIONES LÍQUIDO-LÍQUIDO
ENUNCIADOS DE LOS PROBLEMAS RESUELTOS SOBRE DISOLUCIONES
Grupo A - CÁLCULO DE CONCENTRACIONES
A-01 - Determinar la concentración de una disolución de ácido sulfúrico que contiene 14,7 gramos de dicho ácido
en 750 ml de agua, si su densidad es de 1,018 Kg/l
A-02 - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido clorhídrico del 18,43% en
peso y densidad 1,130 g/ml
A-03 - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido nítrico 6 molal y densidad
1,15 g/ml
A-04 - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de hidróxido de sodio 5,64 Molar y
densidad 1,19 g/ml
A-05 - Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que contiene 42,8 g. en 5
litros disolución
A-06 (*) - Calcular la concentración molar de un litro de agua pura que está a la temperatura de 4ºC y a una presión
de 760 mm de mercurio.
A-07(*) - Calcular los gramos de sulfato de aluminio con 18 moléculas de agua de cristalización, necesarios para
preparar 50 mL de una disolución acuosa que contenga 40 mg. de ión aluminio por mililitro.
A-08(*) - Calcular el peso de sulfato de aluminio, cristalizado con 18 moléculas de agua, necesario para preparar
50 mL de una disolución acuosa que contenga 40 mg de ión aluminio por mL.
A-09 - Calcular todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido nítrico del 36,7% en peso y
densidad 1,225 g/ml .
A-10 - Calcular la concentración de una disolución de hidróxido de sodio que contiene 18,5 g en 500 ml de
disolución, si su densidad es 1,02 g/ml. Expresarla como MOLARIDAD y MOLALIDAD. Dibuje y nombre el
material de laboratorio que necesita para preparar esta disolución.
A-11 - ¿Cuantos gramos de sulfato de sodio se necesitan para preparar 250 ml de una disolución 0,500 Molar
A-12 - Calcular la concentración como g/litro, Molaridad, molalidad y fracción molar de una disolución de ácido
sulfúrico del 7,7% y d= 1,05 g/ml
3 ( aq )
A-13(*) - El amoniaco que normalmente se utiliza en los laboratorios es NH de concentración 14.8 Molar y con
una densidad de 0,8980 g/mL Calcular las cantidades de amoniaco y agua que habrá en 1 litro de disolución así
como sus fracciones molares. (Datos: Masas atómicas: N= 141 H=1,01 1 0=16,0)
A-14(*) - Deducir el valor de la fracción molar de una disolución acuosa que es 1,5 molal
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 5 de 66
A-15(*) - Se disuelven 0,005 kg de CIH en 0,035 kg de agua. Sabiendo que la densidad de la disolución es de
1,060 kg/L y las masas atómicas del cloro e hidrógeno son respectivamente 35,5 y 1 . Calcule todas las
expresiones de la concentración de esta disolución.
A-16 - Hallar los gramos de ácido sulfúrico contenidos en 46 mL de una disolución 1/6 N
A-17 - Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que contiene 42,8 g. en 5
litros disolución
A-18 - Calcular todas las demás expresiones de la concentración de una disolución de Ác. clorhídrico del 6% en
peso y d= 1,03 Kg/litro
A-19 - Expresar la concentración del agua del mar en g/l, % en peso y molaridad, sabiendo que de 2 Kg de agua
salada se han obtenido 50 g de sal (cloruro de sodio).
A-20 - ¿Cual será la concentración expresada en g/l y % en peso, de una disolución 0,25 Molar de cloruro de
calcio? ¿Qué cantidad de soluto se necesitará para preparar 750 ml de la misma?
3 ( aq )
A-21(*) - Evaporamos hasta sequedad 300 mL de una disolución de la sal NaClO . Si se continúa calentando,
( s ) 2 ( g )
la sal seca se descompone químicamente en NaCl y O , obteniéndose 2,24 litros de oxígeno medidos a
27ºC y 1 Atm. Calcular cuál era la concentración de la disolución de partida.
3 ( aq )
A-22 - Evaporamos hasta sequedad 300 mL de una disolución de la sal NaClO . Si se continúa calentando, la
( s ) 2 ( g )
sal seca se descompone químicamente en NaCl y O , obteniéndose 2,24 litros de oxígeno medidos a
27ºC y 1 Atm. Calcular cuál era la concentración de la disolución de partida.
A-23 - Calcular la concentración como molalidad, fracción molar y % en peso de una disolución de ácido
clorhídrico 2 MOLAR y d = 1,05 g/ml.. Datos: Pesos atómicos: Cl = 35,5 ; H = 1,0
2 4
A-24 - ¿Cual es la molaridad de una disolución que contiene 49 g de H SO en 2,0 litros de disolución?. El
2 4
peso molecular del H SO es 98.
A-25 - Calcular la molaridad, M, de una disolución que contiene 3,65 g de HCl en 2,00 litros de disolución. (H=1;
Cl=35,5).
A-26 - Una disolución 0,650 M de ácido sulfúrico en agua tiene una densidad de 1,036 g/ml a 20 ºC. Calcule la
concentración de esta disolución expresada en:
a) Fracción molar.
b) Tanto por ciento en peso.
c) Molalidad.
6 12 6
A-27 - Se administra a un paciente por vía intravenosa 0,50 L de una disolución de glucosa (C H O ) 1,0 M.
¿Cuántos gramos de glucosa ha recibido el paciente? (Datos: C = 12, 0=16,H=1)
A-28 -Se prepara una disolución disolviendo 43,8 g de cloruro de calcio hexahidratado en 103,4 mL de agua, con
lo que se obtiene una disolución de 1,178 g/mL de densidad. Calcule la concentración de iones cloruro en
esta disolución. ¿Cual será esta concentración después de añadir 75 mL de agua destilada a la disolución
anterior? (Considérense los volúmenes aditivos)
A-29 - La densidad de una disolución acuosa de cloruro de sodio es 1,18 g/mL. Sabiendo que se toman 52,6 g de
esta disolución y se deja evaporar el agua, quedando un residuo sólido y seco que pesa 12,4 g, Calcule:
Molaridad, Molalidad y % en peso de la disolución inicial.
3
A-30 - Una disolución de ácido acético, CH COOH, tiene un 10 % en peso de riqueza y una densidad de 1,05 g/mL.
Calcular: a) La molaridad de la disolución, b) la molaridad de la disolución preparada, llevando 25 mL de la
disolución anterior a un volumen final de 250 mL, mediante la adición de agua destilada. (Datos: Masas
atómicas: H= 1, C= 12, O= 16).
A-31 - La concentración de monóxido de carbono, que es un gas venenoso, en el humo de un cigarrillo es de
20.000 p.p.m (partes por millón) en volumen. Calcular el volumen de este gas que hay en 1 litro del humo
procedente de la combustión de un cigarrillo
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2 4
A-32(*) - Se desea preparar 0,2500 L (250,0 mL) de una disolución acuosa de K CrO 0,250 M ¿Qué masa de
2 4
K CrO se debe utilizar. (DATOS: Pesos atómicos: K=39,10 ; Cr=52 ; O=16)
A-33 (*) - Una disolución de ácido sulfúrico tiene una concentración del 10% en peso y una densidad de 1,05 g/cm
3
. Calcular: a) la molaridad, b) la molalidad y c) la normalidad. (S = 32,06, 0 = 16, H = 1).
A-34 (*) - El análisis de un agua industrial contaminada indica que tiene 0,082 g/l de Cd . Calcule su molaridad y
2 +
su molalidad
Datos: Masa atómica del Cd = 112,41 g/mol
A-35 (*) - Calcule todas las expresiones de la concentración (g/L, % y Molaridad) de una disolución de ÁCIDO
NÍTRICO sabiendo que contiene 1,26 g de soluto en 100 mL de disolución
A-36 Calcular la MOLARIDAD, molalidad y fracción molar de una disolución de ácido sulfúrico del 16% en peso y
una densidad de 1,12 g/cm .
3
Grupo B - PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES A PARTIR DE OTRAS
B-01 - Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que contiene 42,8 g. en 5
litros disolución. ¿Qué cantidad de la misma se necesita para preparar 500 ml de una disolución 0,02 M?
B-02 - Se desea preparar 250 cc de una disolución 0,29 molar de ácido clorhídrico y para ello se dispone de agua
destilada y de un reactivo comercial de tal ácido, cuya etiqueta, entre otros, contiene los siguientes datos: HCI
densidad 1,184 g/mL y 37,5 % en peso . a) ¿Cuántos mililitros del reactivo comercial se necesitarán para
preparar la citada disolución? b) Explique cómo actuará para preparar la disolución pedida y el material
utilizado.
B-03 - Se tienen 40 ml. de una disolución de ácido sulfúrico de densidad 1,14 g/cm y del 32% de riqueza en peso,
3
a) ¿Cual es su Molaridad? B) Si partiendo de dicha cantidad se desea preparar una disolución 1M de dicho
ácido. ¿Qué volumen de agua destilada será preciso añadir?
B-04 - Disponemos de ácido clorhídrico comercial (densidad = 1,2 g/cm y riqueza 36 % en peso) Calcular su
3
Molaridad y molalidad.. A partir de esta disolución, deseamos preparar 500 cm de una disolución de ácido
3
clorhídrico 0,1 M. ¿qué volumen de la disolución inicial hemos de tomar?
B-05 - Calcular el volumen de ácido clorhídrico de densidad 1,083 g/mL y del 52%de riqueza en peso necesario
para preparar 5 litros de disolución de concentración 2M.
B-06 - ¿Que cantidad de ácido clorhídrico con una densidad de 1,19 g/mL y un 31,6% de riqueza en peso se
necesita para preparar dos litros de disolución 1 Normal?
B-07 - Se disuelven 20,0 g de cloruro de calcio en agua hasta completar medio litro de disolución. Calcular su
Molaridad. Se cogen 50 ml de la disolución anterior y se le añade más agua hasta completar 200 ml. ¿Cual
será la Molaridad de la nueva disolución?
B-08 - Se tiene 1 litro de ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,827 g/ml y d= 92,77% de riqueza en peso.
Calcular: a) El volumen de agua que hay que añadir a dicho volumen de ácido concentrado para preparar una
disolución que contenga 0,1 gramo de ácido puro por ml de disolución. B) La molaridad de la disolución
obtenida
B-09 - La etiqueta de un ácido sulfúrico concentrado indica que la densidad del ácido es 1,84 g/ml. Sabiendo que
tiene una riqueza en ácido sulfúrico del 98,0% en peso, calcular:
a) Su molaridad y su fracción molar
b) La cantidad de agua que será necesario añadir a 100 ml de dicho ácido para obtener un ácido 10 molar.
Considerando los volúmenes aditivos, ¿Qué volumen de ácido se obtiene?
B-10 - Se toman 50 ml de un ácido nítrico del 30% en peso y densidad 1,18 g/ml y se ponen en un matraz aforado
de 500 ml, añadiéndole después agua hasta llenarlo. Calcule la concentración de la disolución resultante,
expresándola como Molaridad, molalidad y % en peso. DATOS: Pesos atómicos: H = 1,0 ; N = 14,0 O = 16,0
B-11 - La etiqueta de una botella de ácido nítrico señala como datos del mismo: densidad 1,40 Kg/L y riqueza 65%
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en peso, además de señalar las características de peligrosidad. A) ¿Qué volumen de la misma se necesitará
para preparar 250 ml de una disolución 0,5 Molar B) Explique el procedimiento seguido en el laboratorio y
dibuje y nombre el material necesario para su preparación
B-12 - Si se parte de un ácido nítrico del 68% en peso y densidad 1,52 g/ml , Calcular: a) ¿Qué volumen debe
utilizarse para obtener 100 ml de un ácido nítrico del 55% en peso y densidad 1,43 g/ml. B) ¿Cómo lo
prepararía en el laboratorio?
B-13 - El volumen de una disolución de HCI del 70% en peso y densidad 1,42 g/mL que sería necesario para
preparar 300 mL de una disolución de HCI del 20% en peso y densidad 1,20 g/mL ; b) La molaridad y fracción
molar de la segunda disolución. Datos: Masas atómicas H = 1,0 ; CI = 35,5 ; 0 = 16,0
B-14 - Se dispone de una disolución acuosa de ácido sulfúrico del 98% de riqueza en peso y densidad 1,84 g/mL.
¿Qué volumen de esta disolución se necesita para preparar 0,5 Iitros de otra disolución de ácido sulfúrico 0,3
M? Datos: Masas atómicas: H = 1; O =16; S=32
B-15 - Partiendo de 40 ml. de una disolución de ácido sulfúrico de densidad 1,14 g/cm y del 32% de riqueza en
3
peso, se desea preparar una disolución 2N de dicho ácido. ¿Qué volumen de agua destilada será preciso
añadir? Datos: Masas atómicas: O = 16,00. H = 1,00. S = 32,00. Considerense los volúmenes aditivos.
B-16 - Calcular el volumen de ácido clorhídrico de densidad 1,083 g/mL y del 52%de riqueza en peso necesario
para preparar 5 litros de disolución de concentración 2N.
B-17 - Se tiene una disolución de ácido sulfúrico de riqueza del 98% en peso y densidad 1,84 g.cm .
- 3
A) Calcule la molalidad del citado ácido
B) Calcule el volumen de ácido sulfúrico necesario para preparar 100 cm de disolución del 20% y densidad
3
1,14 g.cm
- 3
B-18 - Se disuelven 54,9 g de hidróxido de potasio en la cantidad de agua precisa para obtener 500 mL de
disolución. Calcule:
a) La molaridad de la disolución.
b) El volumen de disolución de hidróxido de potasio necesario para preparar 300 mL de disolución 0,1 M.
c) Indique el material de laboratorio que utilizaría y qué haría para preparar la disolución inicial.
B-19 -Una disolución acuosa al 8% en masa de amoniaco tiene una densidad de 0,96 g/ml.
a) Calcule la molaridad, molalidad y la fracción molar del amoniaco.
b) ¿Cómo prepararía 100 mL de dicha disolución en el laboratorio a partir de una disolución 4 M de amoniaco?
c) Nombre y dibuje el material de laboratorio empleado.
B-20 - Se preparó una disolución acuosa de ácido sulfúrico a partir de 100 g de agua y 55 ml de otra disolución de
ácido sulfúrico de densidad 1,40 g/mL y del 50,50% de riqueza. El volumen de la disolución resultante resultó
ser de 154 mL. A) Calcule la Molaridad y la molalidad de la disolución resultante
DATOS: Pesos atómicos: H = 1,0 ; O = 16,0 ; S = 32,0
B-21 - Se preparó una disolución acuosa de ácido sulfúrico a partir de 100 g de agua y 55 ml de otra disolución de
ácido sulfúrico de densidad 1,84 g/mL y del 97% de riqueza. El volumen de la disolución resultante resultó ser
de 150 mL. A) Calcule la Molaridad y la molalidad de la disolución resultante.
DATOS: Pesos atómicos: H = 1,0 ; O = 16,0 ; S = 32,0
2 4
B-22 - ¿Hasta qué volumen hay que diluir 250 mL de H SO 0,15 M para obtener una disolución 0,025 M? (Pesos
atómicos: H = 1, O = 16, S = 32).
B-23 - Un ácido clorhídrico comercial contiene un 37% en peso de ácido clorhídrico y una densidad de 1,19 g/cc.
¿Qué cantidad de agua se debe añadir a 20 mL de este ácido para que la disolución resultante sea 0,1 M?.
(Masas atómicas: H = 1, Cl = 35,5).
3 4
B-24 - Se desea preparar 10,0 L de ácido fosfórico, H PO , 2,00 M.
a) Determínese el volumen de ácido fosfórico de densidad 1,53 g/mL y 80% en peso que debe tomarse.
3 4
b) Considere si la proposición siguiente es cierta: La fracción molar de H PO depende de la temperatura".
B-25 - Se dispone de 100 ml de una disolución de ácido clorhídrico 0,5 M y se desea preparar 100 mI de otra
disolución del mismo ácido pero de concentración 0,05 M.
a) ¿Cómo se procedería?
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b) Señale y dibuje el material más adecuado para hacerlo en el laboratorio.
B-26 -Se dispone de una disolución de ácido nítrico del 70% y d= 1,42 g/mL. Calcule su Molaridad y su fracción
Molar. ¿Cuantos gramos de la misma se necesitarán para preparar 300 mL de una disolución 2,5 Molar de
dicho ácido?
B-27 - Se dispone de una botella de ácido sulfúrico cuya etiqueta aporta los siguientes datos: densidad 1,84 g/cc y
riqueza en peso 96 %.
a) Calcule e indique cómo prepararía 100 ml de disolución 7 M de dicho ácido. ¿Hay que tomar alguna
precaución especial?
b) Describa y dibuje el material necesario para preparar dicha disolución.
2 4
B-28 - Se quiere preparar una disolución de H SO del 20 % y densidad 1,14 g/cm a partir de una disolución
3
concentrada del 98 % y densidad 1,84 g/cm .
3
a. Determine la molaridad de la disolución concentrada.
2 4
b. Calcule la cantidad, en volumen, de H SO concentrado que hay que tomar para preparar 100 ml de la
disolución diluida.
c. Escriba como procedería en la preparación de la disolución diluida, citando el material de laboratorio que
usaría.
B-29 En una botella de ácido clorhídrico concentrado figuran los siguientes datos: 36% en masa de HCl, densidad
1,18 g/cm . Calcule:
3
a) La molaridad, molalidad y la fracción molar del ácido.
b) El volumen de este ácido concentrado que se necesita para preparar un litro de disolución 2 M.
c) Detalle como llevaría a cabo el apartado b) y el material a emplear necesario para dicho fin.
Grupo C - MEZCLAS DE DISOLUCIONES
C-01 - Se mezclan las siguientes cantidades de hidróxido de calcio en un matraz: 0,435 g; 1,55.10 moles;30 ml
- 3
de una disolución 0,011 M en esta sustancia; 50 ml de una disolución que contiene 0,61 moles de este
compuesto en 1 litro de disolución. Suponiendo que el volumen final de disolución es de 78 ml y que la
densidad de la disolución final es igual a 1,053 g / ml.
Calcule: a) La molaridad de la disolución resultante.
b) La molalidad de la misma.
C-02 - Se dispone de tres disoluciones de hidróxido de bario de las siguientes características:
A: 1,60 M y d = 1,100 g/ml
B: 2,50 M y d = 1,500 g/ml
C. 28% en peso y d = 1,200 g/ml.
Se toman 200 ml de A, 150 ml de B, 100 ml de C añadiéndole después agua hasta completar 500 ml.
Sabiendo que la disolución resultante tiene una densidad de 1,215 g/ml. Calcule la Molaridad y % en peso de
la disolución resultante.
C-03 - Se mezclan 1L de ácido nítrico de densidad 1,5 g/mL y riqueza del 60% con 0,7 L de ácido nítrico de
densidad 1,2 g/ml- y de 30% de riqueza. Calcular: a) La riqueza del ácido resultante y b) Su concentración
molar. Dato: Densidad del ácido resultante 1,3g/mL.
DATOS: esos atómicos: H = 1,0 ; N = 14,0 ; O = 16,0
C-04 - Se mezcla un litro de ácido nítrico de densidad 1,38 g/mL y 62,7% de riqueza con un litro de otro ácido
nítrico de densidad 1,13 g/mL y 22,38% de riqueza. La densidad de la disolución de ácido nítrico resultante es
de 1,276 g/mL. Hallar: a) La concentración en tanto por ciento de esa disolución final. b) El volumen de la
disolución final. e) Su molaridad. Datos: Masas atómicas: N=14; O=16; H=1.
Grupo D - PROPIEDADES COLIGATIVAS
D-01 - Se queman 24,8 g de un compuesto orgánico formado por C, H y O, obteniéndose 35,2 g de dióxido de
carbono y 21,6 g de agua. Si se sabe, además, que al disolver 93 g de dicho compuesto en 250 ml de agua el
punto de congelación de ésta desciende hasta los -11,16ºC, Determine las fórmulas empírica y molecular de
dicho compuesto. DATOS: Pesos atómicos: C = 12,0 ; H = 1,0 ; O = 16,0 .Constante crioscópica molal del
agua: -1,86 ºC/mol
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 9 de 66
2 2
D-02 - Una disolución de urea: CO(NH ) , tiene a 0ºC una presión osmótica de 0,16 atm. ¿Cual será su
concentración en gramos/litro?
6 6
D-03 - Disolvemos 15,0 g de un soluto no volátil en 250 g de benceno puro (C H ), con lo cual se obtiene una
disolución que a 30ºC tiene una presión de vapor de 120,2 mm de Hg. Determinar por este procedimiento la
masa molecular aproximada del soluto. Datos: Pesos atómicos: C = 12,0 ; H = 1,0 ; Presión de vapor del
benceno a 30ºC = 121,8 mm de Hg
D-04 - ¿Cuantos átomos contiene la molécula de fósforo si 2,4 g. de fósforo disueltos en 100 g. de sulfuro de
carbono producen una elevación del punto de ebullición de 0,443 ºC sabiendo que la elevación molar del punto
de ebullición para el sulfuro de carbono es de 2,29ºC?.
D-05 - Una disolución que contiene 4,50 g de una sustancia “no electrolito” disuelta en 125 g de agua congela a
- 0,372ºC. Calcular la masa molecular aproximada del soluto
D-06 - Calcular la presión osmótica de una disolución de ácido fórmico (HCOOH) que contiene 1 g/1 de ácido y
está a 20ºC.
D-07 - Se prepara una mezcla con la misma cantidad en masa de agua y etilenglicol ¿Cuál es la molalidad del
etilenglicol? Masa molar del agua y etilenglicol, 18 y 62,07 g/mol respectivamente.
262
D-08 - El sistema de refrigeración de un automóvil se llena con una disolución acuosa de etilenglicol (C H O ) al
20% en peso. Se pide la temperatura mínima a la cual puede estar expuesto el automóvil sin que se congele la
disolución refrigerante, así cómo la temperatura máxima de funcionamiento sin que dicha disolución comience
a hervir.
DATOS: Constantes crioscópica y ebulloscópica del agua:1,86 ºC/(mol/kg) y 0,52 ºC/(mol/kg)
respectivamente. Pesos atómicos del H; C y O: 1,0; 12,0 y 16,0 g/mol.
Grupo E - DISOLUCIONES LÍQUIDO-LÍQUIDO
E-01 - Un determinado volumen de una disolución equimolecular de dos líquidos A y B que se comporta como
ideal, a una cierta temperatura, se la introduce en un recipiente cerrado. Se sabe que el vapor en equilibrio con
la disolución es tal, que la presión parcial del componente A es 1, 5 veces mayor que la del componente B.
Dicho vapor se lleva a un nuevo recipiente cerrado donde una vez licuado está en equilibrio con un segundo
vapor.
La presión de vapor del líquido A puro, en las condiciones del problema, es de 387 mm de mercurio.
Sabiendo que la temperatura no varia lo largo del proceso, se pide:
a) La presión de vapor del líquido puro B.
b) La presión total del primer vapor producido.
c) Las fracciones molares del segundo vapor.
E-02 (*) - Determinar la composición de una solución supuestamente ideal de metanol-propanol que tiene una
presión de vapor de 174 mm Hg. La presión de vapor del metanol y propanol puro a 40 /C, es 303 y 44,6 mm
Hg respectivamente.
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 10 de 66
Grupo A - CÁLCULO DE CONCENTRACIONES
A-01 - Determinar la concentración de una disolución de ácido sulfúrico que contiene 14,7 gramos de
dicho ácido en 750 ml de agua, si su densidad es de 1,018 Kg/l
RESOLUCIÓN
Los datos que tenemos corresponden a los gramos de soluto (14,7, que expresados también en moles será:
n = g/Pm = 14,7/98 = 0,15 moles), así como el volumen del disolvente, agua, cuya densidad es 1 g/ml, por lo que
los gramos de disolvente serán también 750 g, mientras que los gramos de disolución serán 14,7 + 750 = 764,7 g
de disolución y así, tendremos
SOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN
Masa 14,7 g =0,15 moles + 750 g = 764,7 g
Volumen - - - - 750 ml 0,75218 l
Teniendo en cuenta este dato y la densidad de la disolución, determinamos en volumen de la misma a partir de
la expresión que define la densidad :
Y ya con todos estos datos, podemos calcular ya cualquier expresión de concentración sin más que relacionar
aquellos que nos interesen, así:
- G/LITRO: Del cuadro anterior, hemos de tomar los datos siguientes: gramos de soluto (14,7 g) y los litros de
disolución (0,75218 l):
- % EN PESO: los gramos de soluto (14,7 g) y los gramos totales (de disolución = 764,7 g) y así:
- P.P.M : (Aunque esta expresión se usa solamente en disoluciones muy diluidas) se tienen 14700 mg de soluto
en 0,7647 Kg totales:
- MOLARIDAD: Del cuadro anterior, hemos de tomar los datos siguientes: el número de moles de soluto (0,15
moles) que habremos calculado antes dividiendo los gramos de soluto que tengamos entre su peso mole-
cular, y los litros de disolución (0,75218 litros), o bien tomando directamente los gramos de soluto (14,7 g):
- NORMALIDAD: Al tratarse del ácido sulfúrico, cuya molécula tiene dos Hidrógenos por lo que su valencia es 2,
se toman del cuadro las cantidades correspondientes, al igual que en el caso anterior, por lo que nos quedará:
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 11 de 66
- MOLALIDAD: Para calcularla, hemos de tomar el número de moles de soluto (0,15 moles ) o de gramos (14,7 g)
así como los Kg de disolvente (0,750 Kg), y sustituir en la expresión de la molalidad:
- FRACCIÓN M OLAR: Al igual que en los casos anteriores, se toman del cuadro el número de gramos de soluto
(14,7) o de moles (0,15) y los de disolvente, para luego sustituirlos en la expresión correspondiente.
A-02 - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido clorhídrico del
18,43% en peso y densidad 1,130 g/ml
RESOLUCIÓN
El primero de los cálculos es siempre la determinación del peso molecular del soluto, en este caso del:
HCl => 1 + 35,5 = 36,5
Para completar la tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya sea cantidad
de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 1 litro de disolución, dato
que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla
SOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN
Masa 208,26 g = 5,70 moles + 921,74 g = 1130 g
Volumen - - - - 921,74 ml
1 litro = 1000 ml
A partir de él, determinamos la masa de la disolución partiendo de la densidad de la misma (1,13 g/ml), que es:
m = v.d = 1000 . 1,13 = 1130 g
De esta cantidad sabemos que el 18,43% es soluto y así: g soluto = 1130 . 0,1843 = 208,26 g soluto
dato éste que colocamos en la tabla, expresándolo también en moles: n = 208,26/36,5 = 5,70 moles
y con estos datos, se calcula la masa del disolvente, que la expresamos en gramos, Kilogramos y moles (en este
caso al dividir los gramos entre 18, que es el peso molecular del agua)
1130 - 208,26 = 921,74 g = 0,92174 Kg = 51,21 moles
finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las ocasiones,
que coincidirá numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml.
Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la misma forma
que en el ejemplo anterior.
g/litro = 208,26 / 1 = 208,26 g/litro
% en peso = 208,26 x 100 / 1130 = 18,43 %
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 12 de 66
- p.p.m. : 208260 mg soluto / 1,13 Kg disolución = 184301 p.p.m
MOLARIDAD: M = 5,70 moles/1 litro = 5,70 MOLAR
NORMALIDAD: N = M x v = 5,70 x 1 = 5,70 Normal
molalidad: m = 5,70 moles soluto/0,92174 Kg disolvente = 6,18 molal
FRACCIÓN MOLAR: X = 5,70 moles soluto / (5,70 + 51,21) = 5,70 / 56,91 = 0,100
A-03 - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido nítrico 6 molal
y densidad 1,15 g/ml
RESOLUCIÓN
3
Se determina del peso molecular del soluto, en este caso: HNO => 1+14+3.16 = 63
Para completar esta tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya sea
cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 1 kilogramo de
disolvente, dato éste que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla
SOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN
Masa 6 moles = 378 g
+ 1Kg = 1000 g = 55,55 moles
= 1378 g
Volumen - - - - 1000 ml 1,198 litro = 1198,16 ml
A partir de él, determinamos la cantidad de soluto, ya que por la propia definición de molalidad (nº moles de
soluto que hay por cada kilogramo de disolvente) al tener 1 Kg, tendremos 6 moles de soluto, cuya masa será de:
M = 6.63 = 378 g de soluto
y con este dato, determinamos la masa total de disolución, que será la suma de las masas del soluto y del
disolvente: 378 + 1000 = 1378 g de disolución
y a partir de la masa de la disolución calculamos el volumen de la misma con ayuda de la densidad de la
disolución
(1,15 g/ml), que es: v = m/d = 1378/1,15 = 1198,26 ml de disolución
De esta cantidad sabemos que el 18,43% es soluto, por lo que tendremos:
g soluto = 1130 . 0,1843 = 208,26 g soluto
dato éste que colocamos en la tabla, expresándolo también en moles: n = 208,26/36,5 = 5,70 moles
Finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las
ocasiones, que coincidirá numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml.
Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la misma forma
que en el ejemplo anterior.
g/litro = 378 / 1,198 = 315,53 g/litro
% en peso = 378 x 100 / 1378 = 27,43 %
- p.p.m. : 378000 mg soluto / 1,378 Kg disolución = 274311 p.p.m.
MOLARIDAD: M = 6 moles/1,198 litro = 5,01 MOLAR
NORMALIDAD: N = M x v = 5,01 x 1 = 5,01 Normal
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 13 de 66
molalidad: m = 6 moles soluto / 1 Kg disolvente = 6 molal (Es el dato que se nos da)
FRACCIÓN MOLAR: X = 6 moles soluto / (6 + 55,56) = 6 / 61,56 = 0,097
A-04- Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de hidróxido de sodio
5,64 Molar y densidad 1,19 g/ml
RESOLUCIÓN
Determinamos del peso molecular del soluto, que en este caso es: NaOH => 23 + 16 + 1 = 40
Para completar esta tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya sea
cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 1 litro de
disolución, dato éste que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla
SOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN
Masa 5,64 moles = 225,48 g + 964,52 g=0,965 Kg=53,58 moles = 1190 g
Volumen - - - - 964,52 ml
1 litro = 1000 ml
A partir de él, determinamos la cantidad de soluto, ya que por la propia definición de molalidad (nº moles de
soluto que hay por cada litro de disolución) al tener 1 litro, tendremos 5, 46 moles de soluto, cuya masa será de:
M = 5,64 . 40 = 225,48 g de soluto
También partiendo del dato inicial, determinamos la masa de la disolución partiendo de la densidad de la misma
(1,19 g/ml), que es: m = v.d = 1000 . 1,30 = 1190 g
y con este dato, determinamos la masa del soluto, que será la diferencia entre la masa de la disolución y la del
soluto: 1190 - 225,48 = 964,52 g de disolvente
Finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las
ocasiones, que coincidirá numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml.
Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la misma forma
que en los ejemplos anteriores.
g/litro = 225,48 / 1 = 225,48 g/litro
% en peso = 225,48 x 100 / 1190 = 18,95 %
- p.p.m. : 225480 mg soluto / 1,19 Kg disolución = 189479 p.p.m.
MOLARIDAD: M = 5,64 moles/1 litro = 5,64 MOLAR (Es el dato que se nos facilita)
NORMALIDAD: N = M x v = 5,64 x 1 = 5,64 Normal
molalidad: m = 5,64 moles soluto/0,96452 Kg disolvente = 5,85 molal
FRACCIÓN MOLAR: X = 5,64 moles soluto / (5,64 + 53,58) = 5,64 / 59,22 = 0,095
A-05- Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que contiene
42,8 g. en 5 litros disolución
RESOLUCIÓN
Para calcular la Molaridad de esta disolución de hidróxido de bario, cuyo peso molecular o masa molecular
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 14 de 66
2
media es: Ba(OH) = 137,34 + 2.17 = 171,34 g/mol, aplicamos la definición de la misma: Nº de moles de soluto
que hay en 1 litro de disolución, cuya fórmula es:
Y para calcular la normalidad: Nº de equivalentes-gramo que hay por cada litro de disolución, aplicamos
también la fórmula que nos la da, teniendo en cuenta que la “valencia” del hidróxido de bario es el nº de OH que
contiene, es decir 2, por lo que nos quedará:
Si queremos expresar la concentración en gramos litro, hemos de tener en cuenta que nos dan ambos datos:
42,8 gramos de soluto y 5 litros de disolución, así:
A-06(*) - Calcular la concentración molar de un litro de agua pura que está a la temperatura de 4ºC y a
una presión de 760 mm de mercurio. ¿Cual es su fracción molar?
RESOLUCIÓN
Si el agua se encuentra a 4ºC, su densidad es 1Kg/litro, por lo que en 1 litro de agua hay 1000 g.
A pesar de no poder considerarse como una verdadera disolución (no se trata de una mezcla y una disolución
es una mezcla homogénea), vamos a aplicarle la definición de molaridad, teniendo en cuenta que el peso
molecular del agua es 18; así:
La fracción molar viene dada por la expresión: Y dado que solamente tiene un componente,
el agua, el número de moles de ella será también el número total de moles, por lo que la fracción molar es:
X = 1
A-07 (*) - Calcular los gramos de sulfato de aluminio con 18 moléculas de agua de cristalización,
necesarios para preparar 50 mL de una disolución acuosa que contenga 40 mg. de ión aluminio por
mililitro.
RESOLUCIÓN
La cantidad del ion aluminio que hay en la cantidad a preparar (50 ml) expresada en g y en moles es:
2 4 3 2
En el sulfato de aluminio de que se dispone: Al (SO ) .18 H O vemos que por cada mol del compuesto hay 2
moles de Al, por lo que para tener las 0,074 moles de Al, se necesitarán:
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 15 de 66
y teniendo en cuenta que su masa molecular es 666,
2 4 3 2
se necesitarán: 0,037 . 666 = 24,64 g de Al (SO ) .18 H O
A-08(*) - Calcular el peso de sulfato de aluminio, cristalizado con 18 moléculas de agua, necesario
para preparar 50 mL de una disolución acuosa que contenga 40 mg de ión aluminio por mL.
Masas atómicas (g/at-g): N = 14,00 ; 0 = 16,00 ; S = 32,06 ; Al = 27,00 ; K = 39, 10 ; H = 1,00
RESOLUCIÓN:
La cantidad total de ion aluminio en los 50 mL que se han de preparar es:
50 ml . 40 mg/mL = 2000 mg = 2,00 gramos del ion aluminio en los 50 ml de disolución
2 4 3 2
Teniendo en cuenta la fórmula del compuesto: Al (SO ) . 18 H O, podemos deducir que por cada mol de este
compuesto que se disuelva en agua, se formarán dos átomos-gramo ( o ion-gramo si queremos ser más precisos
al nombrarlo).
Si la masa molecular del compuesto es: 2 . 27,00 + 3 . 32,06 + 3 . 4 . 16,00 + 18 . 2 . 1,00 + 18 . 16,00 = 666,18
podremos deducir que por cada 666,18 g del compuesto pasarán a la disolución: 2 . 27,00 = 54,00 g del ion
aluminio. Así:
X = 24,67 g del compuesto son necesarios
A-09 - Calcular todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido nítrico del 36,7%
en peso y densidad 1,225 g/ml .
RESOLUCIÓN
3
Se determina el peso molecular del soluto, en este caso es el ácido nítrico: HNO => 1 + 14 + 3 . 16 = 63
Para completar la tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya sea cantidad
de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 100 gramos de disolución,
dato que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla, de esta forma, los gramos de soluto que tendremos
son 36,7 g ya que se trata de una disolución del 36,7% dato éste que colocamos en la tabla, expresándolo también
3
en moles: n = 36,7/63 = 0,582 moles de HNO
SOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN
Masa 36,7 g = 0,582 moles + 63,3 g
= 100 g
Volumen - - - - 63,3 ml 81,63 ml
A partir de él, determinamos el volumen de la disolución partiendo de la densidad de la misma (1,225 g/ml), que
es:
y con estos datos, se calcula la masa del disolvente, que la expresamos en gramos, Kilogramos y moles (en este
caso al dividir los gramos entre 18, que es el peso molecular del agua)
100 - 36,7 = 63,3 g = 0,0633 Kg = 3,517 moles
finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las ocasiones,
que coincidirá numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml.
Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la misma forma
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