Las Soluciones
Las soluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias cuyas partes son muy pequeñas para diferenciarlas a simple vista o aún con microscopio. Las soluciones constan de una sustancia denominada soluto, disuelta en otra, el solvente. El solvente es el componente que está en mayor cantidad y el soluto es el componente que está en menor cantidad.
IDEAS BASICAS
CONCENTRACIÓN: Es la cantidad de soluto que existe en un volumen o peso dados de solvente o de solución. Dependiendo de la cantidad de soluto, las soluciones son :
DILUIDAS: Aquellas que contienen una pequeña cantidad de soluto en una gran cantidad de solvente.
CONCENTRADAS: contienen una mayor cantidad de soluto en cierta cantidad de solvente, pero sin llegar a la saturación.
SATURADAS: Aquellas en las cuales el solvente contiene el máximo de soluto que es capaz de disolver a una temperatura y presión dadas.
SOBRESATURADAS: Aquellas que contienen una cantidad de soluto mayor de la que el solvente puede disolver.
UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
PORCENTAJE EN PESO
PORCENTAJE EN VOLUMEN
PORCENTAJE P/V
PARTES POR MILLÓN
%p/p= gstox100 / g sln
%v/v = mLstox100 / mL sln
%p/v = gstox100 / mL sln
p.p.m.= mg sto/ Kg sln
Así por ejemplo, el porcentaje peso a peso (%P/P) hace referencia al peso de soluto por cada 100 gramos de peso de solución. En una solución al 15% (P/P) de NaCl, es aquella que contiene 15g de NaCl por cada 100 gramos de solución a lo que es lo mismo contiene 15g de NaCl disueltos en 85 g de agua.
De igual manera una solución al 10% (V/V) de alcohol, significa que por cada 100 mL de solución de alcohol tenemos 10 mL de alcohol y 90 mL de agua.
1. Con base en la idea anterior resuelva las siguientes preguntas :
a. Qué significado tienen las siguientes expresiones
- solución de KOH al 20% (P/P)
- Solución de NaOH al 7% (P/P)
- Solución de HCl 20% (V/V)
- Solución de alcohol al 45% (V/V)
b. Se quieren preparar 300 gramos de solución de hidróxido de sodio al 15% (P/P). Calcular el peso de las sustancias que deben usarse.
c. Si 36 gramos de KCl se disuelven en 100 gramos de agua. ¿Cuál es el porcentaje de la sal en la solución?
d. Cuántos gramos de agua deberán usarse para disolver 150 gramos de cloruro de sodio para producir una solución al 20% en peso?
e. Cuántos gramos de CuSO4 habrá en 170 ml de una solución al 12% (P/V)?
f. Cuántos gramos de HCl se requieren para preparar 250 mL de solución al 10% (P/V)?
g Cuántos mg de Fe hay en 500 mL de solución 2,3 p.p.m
UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
MOLARIDAD (M) = n sto/ L (sln)
NORMALIDAD (N)= eq- g sto / L (sln)
MOLALIDAD (m) = n sto / Kg ste
FRACCIÓN MOLAR (X) sto = n sto / n sln
FRACCIÓN MOLAR (X) ste = n ste / n sln
2. Con base en la idea anterior y libros de consulta resolver los siguientes ejercicios.
a. Cuántos gramos de hidróxido de sodio se requieren para preparar 0.3 Lt de solución de NaOH al 0.5 M. .
b. Qué volumen de una solución 2M de HBr es necesario para obtener 0.8 moles de soluto?.
c. Se tomaron 76 gr de nitrato de plata para preparar 1,5 Lt de solución . Calcular la molaridad de la solución .
d. 38 gramos de hidróxido de potasio se disuelven en 340 gramos de agua, ¿cuál es la molalidad de la solución.
e. Cuál es la molalidad de una solución que se prepara disolviendo 30 g de KClO4 en 2.500 g de agua?.
f. ¿Cuántos Kg de solvente se requieren para preparar una solución de nitrato de plata 0.5 m, sabiendo que partimos de 3 moles de nitrato de plata.
La normalidad se denota con la letra (N) y se define como el número de equivalentes – gramo de soluto
contenidos en un litro de solución.
Peso de 1 equivalente – gramo = Peso molecular / Número de H+ u OH-
Las sales provienen de reemplazar los hidrógenos del ácido por metales.
3. Con base en la idea anterior y la orientación resolver los siguientes ejercicios :
a. cuál es el peso de un equivalente de cada uno de los siguientes compuestos:
- H2SO4 -H3PO4 - K3PO4
- NaOH - Ca (OH)2 - NaCl
b. Cuál es la normalidad de una solución de Hidróxido de sodio que contiene 8 gramos de Hidróxido por cada 400 ml de solución.
c. Cuántos equivalentes – gramo de ácido clorhídrico hay en 250 ml de una solución 0.5 N.
d. Qué volumen de solución 0.8 N se puede preparar con 20 gr de hidróxido de sodio
e. Cuántos gramos de ácido fosfórico son necesarios para preparar 1,7 Lt de solución 1,5 N.
4.Desarrollar
a. una solución contiene 2 moles de NaCl y 6 moles de H2O calcular la fracción molar para cada componente.
b. Se disuelven 50 gramos de alcohol etílico (C2H5OH) en 100 g de agua. Calcular la fracción molar del alcohol y del agua en la solución.
c. Calcular la fracción molar del H2SO4 en 100 g de solución al 20% (P/P).
DILUCIÓN :
En el laboratorio se usan soluciones concentradas de concentración conocida para preparar a partir de ellas soluciones diluidas. Por tanto es importante ver como los cambios de volumen afectan la concentración de una solución.
Cuando se diluye una solución, el volumen aumenta y la concentración disminuye, pero la cantidad total de soluto permanece constante, por esta razón dos soluciones de concentraciones diferentes, pero que contengan las mismas cantidades de soluto, estarán relacionadas en la siguiente forma :
V1 x C1 = V2 x C2 V = Volumen
C = Concentración.
5. Reemplazando los datos en la fórmula anterior resuelva :
a. Cuál es el volumen aproximado de agua que debe añadirse a 200 ml de una solución de HCl 1,5 N para hacerla 0,3 N.
b. Qué volumen de hidróxido de sodio 10M se necesita para preparar 50 ml de una solución 2M de NaOH?.
TRABAJO EXTRACLASE
1. ¿Cuál es el % en peso de una disolución de 20g de NaCl en 180g de H2O?:
2. Si 10 mL de alcohol se disuelven en agua para hacer 200 mL de disolución, ¿cuál es su concentración?
3. ¿Cuál es la molalidad de una disolución de 3,2g de CH3OH en 200g de agua?
4. Determinar la masa (g) de soluto requerida para formar 275 mL de una disolución de KClO4 0,5151 M.
5. ¿Qué volumen, en mL, se necesita de una disolución 3,89 x 10-2 M para tener 2,12 g de KBr?
6. Si se le pide preparar 1500 ml de sln de sacarosa C 12 H 22 O 11 0.1 M ¿cuántos gramos de sacarosa se necesitan? ¿Qué pasos debe desarrollar para prepararla?
7. Para obtener 8 g de NaOH ¿cuántos mililitros de una solución 3 M de NaOH habría que utilizar?
8. Una paciente padece de úlcera gástrica, los jugos gástricos tienen como concentración 0.077 M de HCl. Si segrega diariamente 3 litros de jugos, ¿qué masa de ácido se produce en el estómago?
9. ¿Cuántos mililitros de alcohol isopropílico habría que emplear para preparar 500 ml de solución de alcohol isopropílico al 60% v/v. Cómo la prepararía?
10. El límite que establece la Environmental Protection Agency de E.U.A. para el lindano (un insecticida) en el agua potable es 0.008 mg por cada 2 litros, cuál es la concentración en p.p.m.?
11. Determine el % p/p , % p/v y %v/v de una solución formada por 35 g de ácido sulfúrico (D= 1,84 g/ml) y 255 ml de agua (D =1 g/ml )
12. ¿Cuántos gramos de H3PO4 son necesarios para preparar las siguientes soluciones:
a. 500 ml de sln 3N? b. 2500 ml de sln 3M? c.150 ml de sln al 20 % p/v? d. 250 ml de sln al 10 % p/p si la densidad de la solución es 1,14 g/ml?
13. La orina eliminada en un día por cierto paciente de un hospital fue 1500 ml. un análisis de dicha orina indicó que contenía 14.62 g de NaCl y 30 g de úrea CO( NH 2 ) 2 . Calcule la molaridad de a. el NaCl y b. la úrea en la orina analizada
14. A un paciente le inyectan por vía venosa 800 ml de solución de glucosa-dextrosa C6H12O6 0.1 M. Calcular los gramos de soluto que recibió el paciente.
15. Cuántos gramos de soluto se requieren para preparar las siguientes soluciones
a. 200 mL de solución 1.5N de H3PO4
b. 450 mL de solución 0.25 N
c. 2650 mL de solución 0.001N
16. Para un trabajo experimental con ratones, es necesario inyectar diariamente cada animal 0.5 g de glucosa C6H12O6. Si todos los días utilizan 500 ml de solución acuosa 2M, se pregunta: a. Con cuántos ratones se está trabajando? Y b. Cuántos ml de solución inyectan a cada uno?
17. El contenido de una botella de cerveza presenta una concentración de alcohol etílico de 7.5% v/v. Si el contenido de la cerveza es de 345 ml y la densidad del alcohol es 0.78 g/ ml. a. Cuántos gramos de alcohol etílico se ingieren al beber una cerveza?. b. cuál es la concentración molar del alcohol en la cerveza?
18. Se prepara una disolución disolviendo 516,5 mg de ácido oxálico (C2H2O4) hasta completar 100,0 mL de disolución. Una porción de 10,00 mL se diluye hasta 250,0 mL. ¿Cuál es la molaridad de la disolución final?
19. Se mezclan 45g de H2SO4 en 1500mL de solución, se toman 10 mL de esta solución y se llevan a 250 mL. Cuál es la concentración de la nueva solución.?
20. Las patatas se pelan comercialmente introduciéndolas en una disolución entre 3 M y 6 M de hidróxido de sodio, y quitando la piel ya parcialmente suelta rociándolas con agua. Calcular la molaridad de una disolución si la valoración de 10,00 mL de la misma requiere 25,3 mL de una disolución de HCl 1,87 M para llegar al punto de equivalencia?
Las soluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias cuyas partes son muy pequeñas para diferenciarlas a simple vista o aún con microscopio. Las soluciones constan de una sustancia denominada soluto, disuelta en otra, el solvente. El solvente es el componente que está en mayor cantidad y el soluto es el componente que está en menor cantidad.
IDEAS BASICAS
CONCENTRACIÓN: Es la cantidad de soluto que existe en un volumen o peso dados de solvente o de solución. Dependiendo de la cantidad de soluto, las soluciones son :
DILUIDAS: Aquellas que contienen una pequeña cantidad de soluto en una gran cantidad de solvente.
CONCENTRADAS: contienen una mayor cantidad de soluto en cierta cantidad de solvente, pero sin llegar a la saturación.
SATURADAS: Aquellas en las cuales el solvente contiene el máximo de soluto que es capaz de disolver a una temperatura y presión dadas.
SOBRESATURADAS: Aquellas que contienen una cantidad de soluto mayor de la que el solvente puede disolver.
UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
PORCENTAJE EN PESO
PORCENTAJE EN VOLUMEN
PORCENTAJE P/V
PARTES POR MILLÓN
%p/p= gstox100 / g sln
%v/v = mLstox100 / mL sln
%p/v = gstox100 / mL sln
p.p.m.= mg sto/ Kg sln
Así por ejemplo, el porcentaje peso a peso (%P/P) hace referencia al peso de soluto por cada 100 gramos de peso de solución. En una solución al 15% (P/P) de NaCl, es aquella que contiene 15g de NaCl por cada 100 gramos de solución a lo que es lo mismo contiene 15g de NaCl disueltos en 85 g de agua.
De igual manera una solución al 10% (V/V) de alcohol, significa que por cada 100 mL de solución de alcohol tenemos 10 mL de alcohol y 90 mL de agua.
1. Con base en la idea anterior resuelva las siguientes preguntas :
a. Qué significado tienen las siguientes expresiones
- solución de KOH al 20% (P/P)
- Solución de NaOH al 7% (P/P)
- Solución de HCl 20% (V/V)
- Solución de alcohol al 45% (V/V)
b. Se quieren preparar 300 gramos de solución de hidróxido de sodio al 15% (P/P). Calcular el peso de las sustancias que deben usarse.
c. Si 36 gramos de KCl se disuelven en 100 gramos de agua. ¿Cuál es el porcentaje de la sal en la solución?
d. Cuántos gramos de agua deberán usarse para disolver 150 gramos de cloruro de sodio para producir una solución al 20% en peso?
e. Cuántos gramos de CuSO4 habrá en 170 ml de una solución al 12% (P/V)?
f. Cuántos gramos de HCl se requieren para preparar 250 mL de solución al 10% (P/V)?
g Cuántos mg de Fe hay en 500 mL de solución 2,3 p.p.m
UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
MOLARIDAD (M) = n sto/ L (sln)
NORMALIDAD (N)= eq- g sto / L (sln)
MOLALIDAD (m) = n sto / Kg ste
FRACCIÓN MOLAR (X) sto = n sto / n sln
FRACCIÓN MOLAR (X) ste = n ste / n sln
2. Con base en la idea anterior y libros de consulta resolver los siguientes ejercicios.
a. Cuántos gramos de hidróxido de sodio se requieren para preparar 0.3 Lt de solución de NaOH al 0.5 M. .
b. Qué volumen de una solución 2M de HBr es necesario para obtener 0.8 moles de soluto?.
c. Se tomaron 76 gr de nitrato de plata para preparar 1,5 Lt de solución . Calcular la molaridad de la solución .
d. 38 gramos de hidróxido de potasio se disuelven en 340 gramos de agua, ¿cuál es la molalidad de la solución.
e. Cuál es la molalidad de una solución que se prepara disolviendo 30 g de KClO4 en 2.500 g de agua?.
f. ¿Cuántos Kg de solvente se requieren para preparar una solución de nitrato de plata 0.5 m, sabiendo que partimos de 3 moles de nitrato de plata.
La normalidad se denota con la letra (N) y se define como el número de equivalentes – gramo de soluto
contenidos en un litro de solución.
Peso de 1 equivalente – gramo = Peso molecular / Número de H+ u OH-
Las sales provienen de reemplazar los hidrógenos del ácido por metales.
3. Con base en la idea anterior y la orientación resolver los siguientes ejercicios :
a. cuál es el peso de un equivalente de cada uno de los siguientes compuestos:
- H2SO4 -H3PO4 - K3PO4
- NaOH - Ca (OH)2 - NaCl
b. Cuál es la normalidad de una solución de Hidróxido de sodio que contiene 8 gramos de Hidróxido por cada 400 ml de solución.
c. Cuántos equivalentes – gramo de ácido clorhídrico hay en 250 ml de una solución 0.5 N.
d. Qué volumen de solución 0.8 N se puede preparar con 20 gr de hidróxido de sodio
e. Cuántos gramos de ácido fosfórico son necesarios para preparar 1,7 Lt de solución 1,5 N.
4.Desarrollar
a. una solución contiene 2 moles de NaCl y 6 moles de H2O calcular la fracción molar para cada componente.
b. Se disuelven 50 gramos de alcohol etílico (C2H5OH) en 100 g de agua. Calcular la fracción molar del alcohol y del agua en la solución.
c. Calcular la fracción molar del H2SO4 en 100 g de solución al 20% (P/P).
DILUCIÓN :
En el laboratorio se usan soluciones concentradas de concentración conocida para preparar a partir de ellas soluciones diluidas. Por tanto es importante ver como los cambios de volumen afectan la concentración de una solución.
Cuando se diluye una solución, el volumen aumenta y la concentración disminuye, pero la cantidad total de soluto permanece constante, por esta razón dos soluciones de concentraciones diferentes, pero que contengan las mismas cantidades de soluto, estarán relacionadas en la siguiente forma :
V1 x C1 = V2 x C2 V = Volumen
C = Concentración.
5. Reemplazando los datos en la fórmula anterior resuelva :
a. Cuál es el volumen aproximado de agua que debe añadirse a 200 ml de una solución de HCl 1,5 N para hacerla 0,3 N.
b. Qué volumen de hidróxido de sodio 10M se necesita para preparar 50 ml de una solución 2M de NaOH?.
TRABAJO EXTRACLASE
1. ¿Cuál es el % en peso de una disolución de 20g de NaCl en 180g de H2O?:
2. Si 10 mL de alcohol se disuelven en agua para hacer 200 mL de disolución, ¿cuál es su concentración?
3. ¿Cuál es la molalidad de una disolución de 3,2g de CH3OH en 200g de agua?
4. Determinar la masa (g) de soluto requerida para formar 275 mL de una disolución de KClO4 0,5151 M.
5. ¿Qué volumen, en mL, se necesita de una disolución 3,89 x 10-2 M para tener 2,12 g de KBr?
6. Si se le pide preparar 1500 ml de sln de sacarosa C 12 H 22 O 11 0.1 M ¿cuántos gramos de sacarosa se necesitan? ¿Qué pasos debe desarrollar para prepararla?
7. Para obtener 8 g de NaOH ¿cuántos mililitros de una solución 3 M de NaOH habría que utilizar?
8. Una paciente padece de úlcera gástrica, los jugos gástricos tienen como concentración 0.077 M de HCl. Si segrega diariamente 3 litros de jugos, ¿qué masa de ácido se produce en el estómago?
9. ¿Cuántos mililitros de alcohol isopropílico habría que emplear para preparar 500 ml de solución de alcohol isopropílico al 60% v/v. Cómo la prepararía?
10. El límite que establece la Environmental Protection Agency de E.U.A. para el lindano (un insecticida) en el agua potable es 0.008 mg por cada 2 litros, cuál es la concentración en p.p.m.?
11. Determine el % p/p , % p/v y %v/v de una solución formada por 35 g de ácido sulfúrico (D= 1,84 g/ml) y 255 ml de agua (D =1 g/ml )
12. ¿Cuántos gramos de H3PO4 son necesarios para preparar las siguientes soluciones:
a. 500 ml de sln 3N? b. 2500 ml de sln 3M? c.150 ml de sln al 20 % p/v? d. 250 ml de sln al 10 % p/p si la densidad de la solución es 1,14 g/ml?
13. La orina eliminada en un día por cierto paciente de un hospital fue 1500 ml. un análisis de dicha orina indicó que contenía 14.62 g de NaCl y 30 g de úrea CO( NH 2 ) 2 . Calcule la molaridad de a. el NaCl y b. la úrea en la orina analizada
14. A un paciente le inyectan por vía venosa 800 ml de solución de glucosa-dextrosa C6H12O6 0.1 M. Calcular los gramos de soluto que recibió el paciente.
15. Cuántos gramos de soluto se requieren para preparar las siguientes soluciones
a. 200 mL de solución 1.5N de H3PO4
b. 450 mL de solución 0.25 N
c. 2650 mL de solución 0.001N
16. Para un trabajo experimental con ratones, es necesario inyectar diariamente cada animal 0.5 g de glucosa C6H12O6. Si todos los días utilizan 500 ml de solución acuosa 2M, se pregunta: a. Con cuántos ratones se está trabajando? Y b. Cuántos ml de solución inyectan a cada uno?
17. El contenido de una botella de cerveza presenta una concentración de alcohol etílico de 7.5% v/v. Si el contenido de la cerveza es de 345 ml y la densidad del alcohol es 0.78 g/ ml. a. Cuántos gramos de alcohol etílico se ingieren al beber una cerveza?. b. cuál es la concentración molar del alcohol en la cerveza?
18. Se prepara una disolución disolviendo 516,5 mg de ácido oxálico (C2H2O4) hasta completar 100,0 mL de disolución. Una porción de 10,00 mL se diluye hasta 250,0 mL. ¿Cuál es la molaridad de la disolución final?
19. Se mezclan 45g de H2SO4 en 1500mL de solución, se toman 10 mL de esta solución y se llevan a 250 mL. Cuál es la concentración de la nueva solución.?
20. Las patatas se pelan comercialmente introduciéndolas en una disolución entre 3 M y 6 M de hidróxido de sodio, y quitando la piel ya parcialmente suelta rociándolas con agua. Calcular la molaridad de una disolución si la valoración de 10,00 mL de la misma requiere 25,3 mL de una disolución de HCl 1,87 M para llegar al punto de equivalencia?
Resuelve los siguientes ejercicios
FORMAS FISICAS
1. ¿Cuántos gramos de solución al 15 % p/p de NaCl se necesita para extraer 39 g de NaCl?a. 38.4 gb. 260 gc. 325 gd. 145 ge. 25 g2. ¿Cuántos gramos de agua deberán usarse para disolver 150 g de NaCl para producir una solución al 20% p/p?a. 600 g de H2Ob. 750 g de H2Oc. 13.3 g de H2Od. 10.66 g de H2Oe. Ninguna de las anteriores3. ¿Cuántos gramos de Ca(NO3)2 están contenidos en 175 mL de solución al 18.5 % p/v?a. 105 gb. 323.7 gc. 39.8 gd. 10.5 ge. 32.3 g4. ¿Cuántos mL de acetona se debe agregar a 250 mL de agua para que la solución resulte al 15 % v/v?a. 60.5 mLb. 27.7 mLc. 37.5 mLd. 2.77 mLe. falta datos para resolver el problema.5. Calcular el % p/p de una solución que contiene 10.8 g de NaNO3 en 400 g de agua.a. 40 % p/pb. 2.62 % p/pc. 2.7 % p/pd. 27% p/pe. 26.2 % p/p6. Se mezclan 25 mL de propanol con 55 mL de CCl4. calcular el % v/va. 4.45 % v/vb. 31.25 % v/vc. 45.45 % v/vd. 20% v/ve. Ninguna de las anteriores7. Se disponen de 0.05 L de etanol. Calcular el volumen de solución al 30 % v/v.a. 16.6 mLb. 60 mLc. 0.166 mLd. 166.6 mLe. Ninguna de las anteriores8. Se disuelven 7 g de CuSO4 en 53 g de agua. Calcular la concentración en % p/pa. 85.7 % p/pb. 4.2 % p/pc. 11.6 % p/pd. 13.20 % p/pe. Ninguna de las anteriores9. ¿cuál es la cantidad de AgNO3 necesaria para preparar 30 mL de solución al 3 % p/va. 0.9 gb. 3 gc. 10 gd. 0.8 ge. Ninguna de las anteriores.10. Se disuelven 45 g de NaNO3 en 300 mL de agua, obteniéndose 321 mL de solución. ¿Cuál es la concentración en % p/p y % p/v?a. 12% p/p y 13 % p/vb. 13 % p/p y 12 % p/vc. 14 % p/p y 13 % p/vd. 14 % p/p y 12 % p/ve. 13 % p/p y 14 % p/v
FORMAS QUMICAS
1. ¿Cuántos gramos de NaCl hay en 250 mL de una solución 2,5 N?2. ¿Qué volumen de solución 0,75N podría prepararse con 500 g de Na2SO4?3. ¿Cuál es la normalidad de una solución que contiene 250 g de CaCl2 en 1500 mL de solución?4. ¿Cuántos gr de BaCl2 se necesita para preparar 1500 mL de una solución 1,5 N?5. ¿Cuántos gr de KOH se necesitarán para preparar 2,5 L de una solución de KOH 6.0 N?6. calcule la Molaridad y molalidad de una solución de K2CO3, que contiene 22% en peso de la sal y tiene una densidad de 1,24 g/mL7. ¿Cuántos gr de sulfato cúprico pentahidratado se necesitarán para preparar una litro de solución 2,0M?8. ¿cuál es la molaridad de una solución que contiene 25.0 g de K2CrO4 disueltos en cantidad de agua suficiente para tener 300 mL de solución?9. Realice una tabla que muestre el número de gramos necesarios de cada uno de los siguientes compuestos para hacer un litro de solución: 1,0 M, 1,0 N, 2,0 N, 3,0 N: NaOH, Ca(OH)2; Al(OH)3; HCl; H2SO4 y H3PO410. calcule la molalidad de una solución que contiene 441 g de HCl disueltos en 1500 g de agua
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