Ejercicios De Soluciones 39196f

EJERCICIOS DE SOLUCIONES (Tomado de Masterton, W. L. y Hurley C. N. Química, principios y reacciones).

1. Una disolución se prepara disolviendo 5,721 g de sulfato de cobre (II) en 125 mL de agua (d = 1,00 g/mL). Calcule: a) el porcentaje en masa de sulfato de cobre (II) en la disolución. b) la fracción molar de iones cobre en la disolución. 2. El alcohol etílico C2H6O, es el alcohol presente en los licores. Se prepara una disolución añadiendo 25,0 mL de alcohol etílico (d = 789 g/mL) a 45 mL de alcohol isopropílico, (d = 7855 g/mL). Suponiendo que los volúmenes son aditivos, calcule: a) el porcentaje en masa de alcohol etílico en la solución. b) el porcentaje en volumen de alcohol isopropílico en la disolución. c) la fracción molar de alcohol etílico en la disolución. 3. Las disoluciones introducidas directamente en la corriente sanguínea tienen que ser “isotónicas” con la sangre; es decir, deben tener la misma presión osmótica que la sangre. Una disolución acuosa de NaCl tiene que ser del 0,90% en masa para ser isotónica con la sangre. ¿Cuál es la molaridad de los iones sodio de la disolución? Considere que la densidad de la disolución es de 1,00 g/mL. 4. Para que una disolución de ácido acético (CH3COOH) se denomine “vinagre”, debe contener el 5,00% en masa de ácido acético. Si un vinagre está hecho sólo de ácido acético y agua, ¿cuál es la molaridad del ácido acético en el vinagre? La densidad del vinagre es de 1,006 g/mL. 5. Pueden encontrarse iones plata en alguna cañería de ciudad dentro de las casas. La concentración media de iones plata en el agua de ciudad es de 0,028 ppm. a) ¿Cuántos miligramos de iones plata ingerirá diariamente si bebe 8 vasos de agua (226 g por vaso) de agua de ciudad diariamente? b) ¿Cuántos litros de agua de ciudad se necesitan para recuperar químicamente 1,00 g de plata? 6. El plomo es un metal venenoso que afecta especialmente a los niños, ya que retienen una fracción de plomo mayor que los adultos. Niveles de plomo de 0,250 ppm en un niño produce retrasos en el desarrollo de l conocimiento. ¿Cuántos moles de plomo presentes en 1,00 g de sangre de un niño representan 0,250 ppm? 7. Complete la siguiente tabla para disoluciones acuosas de cromato de sodio. Volumen de Masa de soluto disolución Molaridad a) __________ 750,0 mL 2,757 M b) 1500 g __________ 0,1155 M c) 12,00 g 1,50 L _________ 8. Complete la siguiente tabla para disoluciones acuosas de cafeína C8H10O2N4 . Porcentaje en masa ppm de Fracción molar Molalidad del disolvente soluto del disolvente a) __________ __________ __________ 0,900 b) __________ __________ 12,69 __________ c) __________ 85,5 __________ __________ d) 0,2560 __________ __________ __________ 1

9. Describa cómo se prepararía 1,00 L de una disolución 0,750 M de hidróxido de bario partiendo de: a) hidróxido de bario sólido b) una disolución 6,00 M de hidróxido de bario. 10. Una disolución se prepara diluyendo 0,450 L de una disolución 0,773 M de cloruro de cobalto (II) con agua hasta un volumen final de 1,25 L. a) ¿Cuáles son las molaridades del cloruro de cobalto (II), del ión cobalto (II) y del ion cloruro en la disolución diluída? b) ¿Cuántos gramos de cloruro de cobalto (II) se disolvieron para obtener la disolución original?. 11. En la etiqueta de una botella de amoníaco acuoso concentrado comercial pone “29,89% en masa de NH3; densidad = 0,8960 g/mL”. a) ¿Cuál es la molaridad de la disolución de amoníaco? b) Si se diluyen 250,0 mL de amoníaco con agua hasta obtener 3,00 L de disolución, ¿cuál es la molaridad de la disolución diluída?. 12. Complete la siguiente tabla para disoluciones acuosas de sulfato de amonio. Densidad Porcentaje en masa (g/mL) Molaridad Molalidad de soluto a) 1,06 0,886 __________ __________ b) 1,15 __________ __________ 26,0 c) 1,23 __________ 3,11 __________ 13. Una bebida carbónica se prepara saturando agua con dióxido de carbono a 0° C y una presión de 3,0 atm. A continuación se abre la botella a temperatura ambiente (25° C), y se alcanza el equilibrio con el aire de la habitación que contiene CO2 (PCO2 = 3,4 X 10-4 atm). a) ¿Cuál es la concentración de dióxido de carbono de la botella antes de abrirla? b) ¿Cuál es la concentración del dióxido de carbono de la botella, después de haber sido abierta y de haber alcanzado el equilibrio con el aire? La constante de Henry para la solubilidad del CO2 en agua es 0,0769 M/atm a 0° C y 0,0313 M/atm a 25° C. 14. La constante de la ley de Henry para la solubilidad del oxígeno en agua es 3,30 X 10-4 M/atm a 12° C y 2,85 X 10-4 M/atm a 22° C. El aire tiene el 21% de moles de oxígeno. a) ¿Cuántos gramos de oxígeno pueden disolverse en un litro de agua de un río truchero, a 12° C (54° F) y una presión de aire de 1,00 atm? b) ¿Cuántos gramos de oxígeno podrán disolverse por litro, en el mismo río truchero, a 22° C (72° F) y la misma presión que en (a)? c) Una central nuclear es la responsable del aumento de temperatura del río truchero. ¿Qué porcentaje de oxígeno disuelto se pierde por este aumento en la temperatura del río?. 15. El sulfato de cobre (II) se suele añadir al agua de las piscinas para evitar el crecimiento de algas. Partiendo del sulfato de cobre (II) sólido, ¿cómo se prepararían 10,0 L de una disolución del 16% en masa con una densidad de 1,160 g/mL? Cuál es la molaridad de la disolución resultante? 16. Una disolución contiene 158,2 g de KOH por litro; su densidad es 1,13 g/mL. Un técnico de laboratorio quiere preparar KOH 0,250m, partiendo de 100,0 mL de esta disolución. ¿Qué cantidad de agua o de KOH sólido deberá añadir a la porción de 100,0 mL? 2

17. Una copa de martín, que pesa alrededor de 5,0 oz (142 g), contiene un 30% en masa de alcohol. Un 15% del alcohol del martín pasa directamente a la corriente sanguínea (7,0 L para un adulto). Calcule la concentración de alcohol en la sangre (g/cm3) de una persona que ha tomado dos martines antes de cenar. (Una concentración igual o mayor de 0,0010 g/cm3 es considerada frecuentemente como un índice de intoxicación en un adulto “normal”). 18. Cuando se añade agua a una mezcla de metal de aluminio e hidróxido de sodio, se forma gas hidrógeno. Esta es la reacción que se utiliza en los desatascadores comerciales de desagües: 2Al(s) + 6H2O(l) + 2OH- (ac)

2Al(OH)4- (ac) + 3H2(g)

Se añade una cantidad de agua suficiente a 49,92 g de NaOH para obtener 0,600 L de disolución; se añaden 41,28 g de Al a esta disolución y se forma gas hidrógeno. a) Calcule la molaridad de la disolución inicial de NaOH b) ¿Cuántos moles de hidrógeno se han formado? c) El hidrógeno se recogió en agua a 25° C y 758,6 mm Hg. La presión de vapor del agua a esta temperatura es de 23,8 mm Hg. ¿Qué volumen de hidrógeno se generó?.

19. Halle la Molaridad, (M), la molalidad, (m), y la Normalidad, (N), de una solución de H2SO4 (masa molar 98 g/mol) del 60% de pureza en peso y densidad 1,5 g/mL. 20. Halle el porcentaje en peso de una solución 5,6 M de HNO3 (masa molar 63 g/mol) y de densidad 1,18 g/mL. 21. Halle la molalidad y la fracción molar de una solución acuosa de alcohol etílico del 40% de pureza en peso y de densidad 0,89 g/mL. 22. Halle la Normalidad de una solución acuosa de H3PO4 (masa molar 98 g/mol) de fracción molar 0,3 y densidad 1,65 g/mL. 23. Cuantos mL de agua se deben agregar a 200 mL de una solución de HCl (masa molar 36,5 g/mol) del 11% peso/volumen para obtener una solución de HCl que sea 1 M?. 24. Cuántos mL de solución de KOH del 6,03% de pureza en peso y densidad 1,05 g/mL se requieren para preparar 150 mL de solución de KOH que sea 0,1 N? (K = 39, O = 16, H = 1). 25. Cuántos litros de solución de etanol, CH3CH2OH, del 10,01% de pureza en peso y densidad 0,982 g/mL y cuántos litros de solución de etanol 52,45 molal y densidad 0,866 g/mL se deben mezclar para preparar 1,5 litros de etanol 10 M? (C = 12, H = 1,O = 16). Nota: Los ejercicios cuya numeración no está en negrilla tienen la respuesta en el texto. (Respuestas capítulo 10). RESPUESTAS DE LOS EJERCICIOS DE SOLUCIONES 1. a) 4,38%; b) 3,58 x 10-3 . 5. a) 0,05 mg Ag+; b) 35714 L.

2. a) 35,8%; b) 64,3%; c) 0,421. 6. 1,21 x 10-9 mol.

3. 0,154 M.

4. 0,838M

7. a) 334,976 g; b) 80,167 L; c) 0,049 M. 3

8. a) b) c) d)

Disolvente % en masa 45,50 99,8731 85,5 95,26

m 6,17 0,006543 0,873 0,2560

soluto ppm 5,450 x 105 1.269 1,45 x 105 4,74 x 104

Xdisolvente 0,900 0,9999 0,985 0,9954

9. a) Disolviendo 128 g de Ba(OH)2 en 1,00 L de disolución. b) Diluyendo 125 mL hasta 1,00 L de disolución. 10. a) CoCl2: 0,278 M; Co2+: 0,278 M; Cl-: 0,556 M. b) 45,2 g. 11. a) 15,75 M; b) 1,31 M. 12. a) b) c)

Densidad (g/mL) 1,06 1,15 1,23

M 0,886 2,27 2,71

m 0,939 2,66 3,11

Soluto % en masa 11,0 26,0 29,1

13. a) 0,2307 M; b) 1,064 x 10-5 M. 14. a) 0,0022 g; b) 0,0019 g; c) 14%. 15. Se pesan 1.856 g de CuSO4 y se completa con agua hasta un volumen total de solución de 10 L. 1,16 M. 16. Añadir 1,03 x 103 g de agua.

17. 0,0018 g/cm3; intoxicada.

18. a) 2,08 M; b) 1,872 mol; c) 47,4 L.

19. 9,18 M; 15,3 m; 18,37 N. 20. 29,9%. 21. 1,45 m; X = 0,204. 22. 35,36 N. 24. 13,27mL.

23. 400 mL.

25. M1 = 2,137, M2 = 13,312, V1 = 0,445 L, V2 = 1,055 L.

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