ESCUELA NORMAL MARÍA AUXILIADORA Problemas de disoluciones químicas
Problemas de Concentración de Soluciones
1) ¿Cuál es la concentración expresada en %m/m de una solución que tiene 5 g de azúcar en 35 g de solución?.
2) ¿Cuál es la concentración expresada en %m/m de una solución que se forma con 8 g de sal y 62 g de agua’?.
3) ¿Cuál es la concentración en %m/m de una solución formada por 0,8 kg de soluto en 12 kg de solución?.
4) ¿Cuál es la concentración expresada en %m/V de una solución que tiene 6 g de soluto en 40 cm3 de solución?
5) ¿Cuál es la concentración expresada en %m/V de una solución que tiene 0,2 kg de sal en 5 litros de solución?
6) ¿Cuál es la concentración expresada en %m/V de una solución que se formó agregándole agua a 2 g de sulfato de cobre hasta completar 0,4 dm3?.
7) ¿Cuál es la concentración expresada en %V/V de una solución que tiene 8 cm3 de
alcohol en 80 cm3 de solución?
8) ¿Cuál es la concentración expresada en %V/V de una solución que se formó agregándole agua a 80 cm3 de ácido sulfúrico hasta completar 2 litros?.
9) A 120 cm3 de agua pura se le agregan 8 g de carbonato de sodio sin que se modifique
su volumen. Calcular:
a) La concentración de la solución expresada en %m/V. b) su concentración expresada en %m/m. c) su densidad
10) A 10 litros de agua pura se le agregan 250 g de cal sin que se modifique su volumen. Calcular:
a) La concentración de la solución expresada en g/l. b) su concentración expresada en %m/m. c) su densidad.
11) Se mezclan 20 cm3 de un ácido de δ = 1,2 g/cm3 con 100 cm3 de agua obteniéndose
116 cm3 de solución.
a) determinar la densidad de la solución. b) Expresar su concentración en las cuatro expresiones físicas estudiadas.
12) Se mezclan 16 g de un líquido de δ = 1,4 g/cm3 con 35 cm3 de agua, obteniéndose
una solución de densidad δ = 1,133 g/cm3. a) Calcular el volumen de la solución. b)
Expresar su concentración en las cuatro expresiones.
13) Se fabrica bronce mezclando 0,5 kg de cobre con 1,2 kg de cinc. Sabiendo que sus volúmenes se suman y averiguando la densidad de ambos metales calcular: a) la densidad del bronce. b) El %m/m de cobre. c) el %m/m de cinc. d) el %V/V de cobre. 2da PARTE
14) Si una solución tiene el 3 %m/m de sal en agua, ¿Cuántos gramos de sal hay en 18 g de solución?.
15) Si una solución tiene el 8 %m/V de azúcar en agua, ¿Cuántos gramos de azúcar hay en 35 cm3 de solución?
16) Si una solución tiene el 15 %V/V de ácido en agua, ¿Cuántos cm3 de ácido hay en
17) Una cerveza tiene el 4,9 %V/V de alcohol, ¿Cuántos cm3 de alcohol hay en una botella de 970 cm3?
18) Tenemos una solución salina al 20 %m/m con una densidad de 1,09 g/cm3.
Determinar: a) la masa de 2 litros de solución. b) el volumen de 0,5 kg de
solución. c) la masa de soluto en 20 mg de solución. d) la masa de soluto en 1,5 m3de solución. e) la masa de solvente en 70 g de solución. f) la masa de solvente
en 0,3 litros de solución. g) la concentración de la solución en %m/V. h) la concentración de la solución en g/l.
19) ¿Cuántos litros de solución acuosa al 1,8 %m/V podremos preparar con 36 g de sal?. 20) ¿Cuántos litros de licor al 22 %V/V podremos preparar con 500 cm3 de alcohol?
21) El aire es aproximadamente una solución con el 21 %V/V de oxígeno en nitrógeno, (descartar los demás componentes, recordar que las mezclas de gases tienen
volúmenes aditivos a presión constante y averiguar las densidades del oxígeno y del nitrógeno a temperatura y presión normales) con estos datos calcular:
a) el volumen de oxígeno que hay en 25 litros de aire. b) la masa de oxígeno que hay en 30 litros de aire.
c) la masa de nitrógeno que hay en 22,4 litros de aire. d) la densidad del aire. e) la concentración de oxígeno en el aire expresada en %m/V. f) la concentración de
nitrógeno en el aire expresada en %m/m. g) El volumen de aire necesario para obtener 5 litros de oxígeno. h) la masa de aire necesaria para obtener 30 g de nitrógeno. i) el volumen de oxígeno mezclado con 40 cm3 de nitrógeno. j) la masa de nitrógeno
mezclada con 1 kg de oxígeno. k) la masa de oxígeno mezclada con 30 cm3 de
nitrógeno. 3ra PARTE
22) Tomamos 20 cm3 de una solución ácida al 20 %m/V y la diluimos con agua hasta
completar 50 cm3. Calcular:
a) la masa de soluto. b) la concentración final en %m/V.
23) Tomamos 15 g de solución salina al 12 %m/m y la diluimos con agua hasta completar 40 g. Calcular:
a) la masa de soluto. b) la concentración final de la solución en %m/m.
24) Tomamos 300 g de una solución al 30 %m/m y le agregamos 600 g de solvente. ¿Cuál es la concentración final?
25) Tomamos 2 l de una solución de concentración 80 g/l y le agregamos 3 l de solvente. ¿Cuál será la nueva concentración expresada en %m/V?.
26) A 20 cm3 de una solución acuosa al 30 %m/m de δ = 0,94 g/cm3 la diluimos hasta
completar 200 cm3. Calcular: a) La concentración de la solución original en %m/V. b) la
masa de soluto. c) El volumen de agua que se agregó. d) la masa de la solución diluida. e) la densidad de la solución diluida. f) La concentración de la solución diluida en %m/V. g) la misma pero en %m/m. h) la misma en g/l.
27) A un vaso con 120 cm3 de vino de graduación alcohólica 11,2º (11,2 %V/V de
alcohol) le agregamos agua hasta 180 cm3. ¿Cuál será la nueva graduación?
28) Con una botella de ½ l de jugo de frutas concentrado al 50 %V/V queremos preparar una bebida al 18 %V/V. ¿Qué volumen de bebida podremos preparar?.
29) Un preparado farmacéutico con una concentración del 30 %m/V debe diluirse para administrarlo al 5 %m/V. ¿Cuánto medicamento se podrá obtener con 2 cm3 del
30) Para preparar café batido para 4 personas, colocamos 4 cucharadas de café instantáneo (80 g en total) en un recipiente y le agregamos 2 cm3 de agua para lograr
una pasta batida que luego distribuimos en partes iguales en cuatro pocillos y
completamos con agua hasta 120 cm3 en cada pocillo. (Considerar que el volumen final
de la infusión es igual que el del agua usada). Determinar: a) la concentración %m/m de la pasta. b) la concentración %m/V del café en cada pocillo. c) la concentración del café en %m/m. d) la masa de café en cada cm3 de infusión.
31) Si a 5 litros de una mezcla gaseosa del 5% V/V se le agrega ¼ litro de soluto, ¿Cuál será la concentración final de la mezcla?.
32) Si un respirador artificial mezcla ½ litro de O2 puro por cada litro de aire natural limpio,
¿Cuál es la concentración de O2 de la mezcla final?.
33) Colocamos 40 cm3 de agua en el recipiente A y le agregamos 2 g de sal sin que se
modifique su volumen, mezclamos bien y tomamos una muestra de 10 cm3 que
pasamos a un recipiente B, allí agregamos agua hasta completar nuevamente 40 cm3;
repetimos el procedimiento tomando 10 cm3 del recipiente B y pasándolo a un recipiente
C donde completamos con agua hasta 40 cm3. Responder:
a) La concentración de la solución en el recipiente A expresada en %m/m y en g/l. b) La masa de sal en los recipientes B y C.
A continuación comenzaremos una guía de problemas donde pondremos en práctica a todas estas fórmulas.
1) Calcula el % m/m de una solución que tiene 6 gramos de soluto en 80 gramos de solución.
Aplicamos la fórmula:
% m/m = 6 grs x 100 / 80 grs % m/m = 7.5
2) Calcula el % m/m de una solución que tiene 10 grs. de soluto y 110 grs. de solvente.
En este caso, la masa de la solución es de 120 grs. ya que resulta de sumar los 10 grs. de soluto mas los 110 grs. de solvente.
% m/m = 10 grs x 100 / 120 grs % m/m = 8.33.
3) Calcula la masa de soluto que tendría una solución de 220 grs. que es 4% m/m.
En este caso podemos despejar la masa de soluto de la fórmula. Nos queda. masa de soluto = % m/m x masa solución / 100
masa de soluto = 4% x 220 grs / 100 Masa de soluto = 8.8 grs.
4) Cuantos grs. de soluto y solvente tendrán 320 grs. de solución cuya concentración es 5 % m/m:
masa de soluto = 5 % x 320 grs / 100 Masa de soluto = 16 grs.
La masa de solvente es fácil obtenerla. Directamente le restamos a la masa de la solución la masa de soluto.
Masa de solvente = 320 grs. – 16 grs. Masa de solvente = 304 grs.
5) Cuantos gramos de soluto tendrán 1200 ml de solución cuya concentración es de 6% m/v.
De la fórmula:
% m/v = masa de soluto x 100 / volúmen de sción despejamos la masa de soluto.
masa de soluto = % m/V x volúmen de sción / 100 masa de soluto = 6 % m/v x 1200 ml / 100
V = 80 grs x 100 / (5 % m/v sción) Masa de soluto = 72 grs.
6) Que volumen tendrá una solución al 5% m/v que contiene 80 grs. de soluto. De la misma fórmula utilizada en el anterior problema despejamos el volumen. V = ( masa de soluto x 100) / ( % m/v sción)
V = 1600 ml.
7) Cuál será el % v/v en una solución que se preparo con 9 ml de soluto y 180 ml de solvente.
El volumen de la solución lo obtenemos sumando a ambos volúmenes. % v/v = ( volúmen de soluto x 100 ) / ( volúmen de sción )
% v/v = (9 ml / 189 ml) x 100 % v/v = 4.76.
8) Cuáles son los volúmenes del soluto y solvente de una solución de 2000 ml al 16 % v/v.
Volúmen de soluto = ( % v/v sción x Volúmen sción ) Volúmen de soluto = ( % v/v sción x Volúmen sción ) / 100 Volúmen de soluto = (16 % x 2000 ml) / 100
Volumen de soluto = 320 ml.
Volumen de solvente = 2000 ml – 320 ml. Volumen de solvente = 1680 ml.
Con la densidad podemos transformar o pasar una cantidad de masa a su equivalente en volumen o viceversa.
Densidad = masa / volumen Aquí les dejo 2 ejemplos.
1) Cuantos grs. habrán en un volumen de 12 ml de una solución que tiene una densidad de 1.84 gr/ml.
Masa = Densidad x Volumen Masa = (1.84 gr./ml) x 12 ml. Masa = 22.08 grs.
2) Que volumen tendrá una masa de 28 grs. de una solución cuya densidad es 1.76 gr./ml.
De la fórmula anterior despejamos al volumen. V = masa / densidad
V = 28 grs / 1,76 grs/ml V = 15.91 ml.
Molaridad:
1) Calcula la M de una solución que tiene 8 grs. de hidróxido de sodio (NaOH) en 680 ml de solución.
Según la fórmula de Molaridad. M = n / V
Para calcular la Molaridad hay que saber la cantidad de moles y el volumen expresado en litros.
La cantidad de moles se calcula por n = masa / ( Peso molecular )
n = 8 grs / 40 grs
n = 0.2 moles. Los 680 ml pasados a litros son 0,68 lts. M = ( 0,2 moles ) / ( 0,68 lts )
Molaridad = 0.294 M (molar).
2) Cuantos moles de ácido clorhídrico (HCl) serán necesarios para hacer una solución 1,4M que tenga un volumen de 3.6 lts.
M = n / V
n = M x V
n = 1,4 M x 3.6 lts. n = 5.04 moles.
3) Que volumen tendrá una solución que es 2 M y contiene 18 grs. de hidróxido de potasio. (KOH).
El volumen lo despejamos de la fórmula de molaridad. Y los 18 grs. de soluto lo pasamos a moles.
M = n/V v = n/M
n = masa/PM n = = 0.321 moles. V = ( 0,321 moles ) / 2 M
V = 0.16 lts.
4) Como prepararía 2 lts. de una solución 0,5 M de hidróxido de sodio (NaOH) a partir de otra, también de hidróxido de sodio, cuya concentración es 1.8 M.
Cuando se prepara una solución a partir de otra de mayor concentración lo que se hace es tomar una cantidad de la de mayor concentración y luego se la diluye con agua hasta llegar al volumen requerido de la de menor concentración. Para saber cuánto debemos tomar de la más concentrada usamos la siguiente fórmula. M1 x V1 = M2 x V2
Los subíndices numéricos se usan para diferenciar a las dos soluciones de distinta concentración. Llamamos 1 a la más concentrada y 2 a la más diluida.
1.8 M x V1 = 0.5 M x 2 lts.
V1 = ( 0,5 M x 2 lts ) / ( 1,8 M ) V1 = 0.555 lts.
Se toman 0.555 lts de la solución más concentrada o 555 ml y se disuelven hasta 2 litros.
5) Calcula la M de una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) de densidad 1.82
gr/ml y de 94% de pureza.
Sabemos que para calcular la molaridad tenemos que tener los datos de la cantidad de moles y el volumen expresado en litros.
A partir de la densidad deducimos que en un ml de solución hay 1.82 grs. de masa de solución. Por lo tanto en 1 litro habrá 1820 gramos de solución. Ahora bien, de esos 1820 gramos solo el 94% es puro en el soluto que tenemos. Con un simple cálculo de porcentaje obtendremos la cantidad que realmente hay de soluto en esos 1820 gramos.
1820 grs. x 0.94 = 1710.80 grs.
n = ( 1710,80 grs ) / ( 98 grs/mol ) n = 17.457 moles.
Estos cálculos se basaron al principio cuando usamos la densidad en un volumen de 1 litro. Por lo tanto si dividimos esta cantidad de moles por un litro obtenemos directamente la molaridad.
Molaridad = 17.457 M (molar).
6) Se dispone de un ácido nítrico comercial del 96,73% en peso y 1,5 gr/ml densidad ¿Cuántos ml de ácido concentrado serán necesarios para preparar 0,2 litros de disolución 1,5 molar de dicho ácido?
Directamente lo podemos hacer cambiando las unidades con los factores de conversión hasta llegar a molaridad. Se van cancelando las unidades viejas y quedan solo las nuevas, es decir mol/litro que es M (molaridad):
Primero usaremos el porcentaje de pureza, luego la densidad, los mililitros a litros y por último pasaremos la masa a moles.
(96,73 grs soluto / 100 grs solución) x (1,5 grs soluc / 1 ml soluc) x (1000 ml soluc / 1 litro) x (1 mol acido nítrico / 63 grs soluto) = 23 M
Ahora con la fórmula M1 x V1 = M2 x V2 calculamos el volumen del ácido concentrado que necesitarás. Podes llamar con el 1 a la solución concentrada y con el 2 a la nueva solución.
V1 = M2 x V2 / M1 = 1.5 M x 0,2 lit / 23 M = 0.013 lit = 13 ml
Entonces tomas 13 ml de la solución concentrada y le agregas agua hasta que llegues a los 200 ml o 0,2 litros que nos piden.
7) Cuál será la Normalidad de una solución de ácido clorhídrico que tiene 6 grs. de este en 1200 ml de volumen.
A partir de la fórmula:
N = N° de equivalentes de soluto / V (scion en lts)
Tenemos que calcular el número de equivalentes de soluto y pasar a litros el volumen que ya tenemos de solución.
En el caso de los ácidos el número de equivalentes se calcula dividiendo la masa de este por el peso del equivalente químico de este. El equivalente químico en el caso de los ácidos se calcula dividiendo el peso molecular por la cantidad de hidrógenos que tiene la molécula. El ácido clorhídrico tiene un peso molecular de 36.5. Tiene un solo átomo de hidrógeno, por lo tanto su peso equivalente es el mismo.
N de eq soluto = ( 6 grs ) / ( 36,5 grs/eq ) N de eq. Soluto = 0.164 equivalentes. Normalidad = (0,164 equiv) / ( 1,2 lts)
Normalidad = 0.137.
8) A un recipiente que contiene 200 mL de solución acuosa 0.2 M de H2SO4 se le agregan 10 mL de H2SO4 puro (densidad=1.83 g/mL). Suponiendo volúmenes aditivos, calcular para la solución resultante la normalidad.
Debemos calcular el número de moles totales y después el de equivalentes en este caso. Por ejemplo en la primera solución tenemos:
Moles = 0,200 lts x 0,2M = 0,04 moles.
Como el H2SO4 tiene 2 hidrógenos la cantidad de equivalentes es moles x 2 = 0,08 equivalentes.
Ahora calculamos los equivalentes de la otra solución. Pero de la otra no tenemos la Molaridad, por lo tanto la debemos calcular de la densidad y del % de pureza que es del 100% por ser puro.
M = 1,83 grs/ml x 1000 ml/litro x 1 mol/98 grs = 18.67 M (molar) por lo tanto tiene 18,67 M x 0,01 litros = 0,187 moles o sea, 0,374 equivalentes.
Si sumamos tenemos 0,08 equivalentes + 0,374 equivalentes = 0,454 equivalentes en total al mezclar ambas soluciones. Entonces N = equiv/litros. N = 0,454 equiv / 0,21 litros = 2.16 N de la solución final. El volúmen de 0,21 litros se obtuvo
sumando los volúmenes aditivos.
9) Que volumen tendrá una solución 2.6 N de hidróxido de calcio ( Ca(OH)2 ) si
la cantidad de soluto usada fue de 4 moles. N = N° eq (st0) / V
Despejamos el volumen: V = N° eq (st0) / N
En este caso tenemos moles pero no equivalentes. Se puede pasar de una
manera sencilla de moles a equivalentes. Teniendo en cuenta que para calcular el peso de un equivalente de un hidróxido se divide al peso molecular por la cantidad de grupos oxhidrilos. El peso del equivalente es el peso molecular dividido por 2. Ya que este hidróxido posee 2 grupos oxhidrilos. El peso molecular es 40. Por lo tanto el peso del equivalente de Ca(OH)2 es 20. Deducimos por lo tanto que en un
mol de este compuesto hay 2 equivalentes. Como tenemos 4 moles del hidróxido tenemos 8 equivalentes.
V = 8 eq / 2,6N V = 3.077 litros.
10) Calcula la Normalidad de: Una solución 4 M de NaOH. Una solución 6 M de Mg (OH)2
Una solución 0.8 M de HNO3
En el caso del NaOH vemos que tiene un solo radical oxhidrilo, o sea que el peso molecular o el mol coincide con el peso de un equivalente químico. Por lo tanto si es 4 M también será 4 N.
En el segundo caso, el Mg(OH)2, tiene 2 grupos oxhidrilos. El peso de un
equivalente será la mitad del peso molecular. En un mol hay dos equivalentes. Entonces si es 6 M será 12 N.
En el tercer caso, vemos que el ácido sulfúrico tiene 2 hidrógenos. O sea que el peso de su equivalente será la mitad de su mol o peso molecular. En un mol hay dos equivalentes. Asi que si es 0.5 M será 1 N.
En el último caso, este ácido (ácido nítrico), tiene un solo hidrógeno. Asi que un mol equivale a un equivalente. Es igual su molaridad y su normalidad. Es 0.8 M y 0.8 N.
11) Calcula la molalidad de una solución que se prepara con 16 gramos de Hidróxido de Potasio (KOH) y 1600 gramos de agua.
La fórmula es:
m = Moles (st0) / Kg svte
Tenemos que transformar los 16 grs. del soluto a moles. n = (16 grs) / (56 grs / mol)
n = 0.286 moles.
Esta cantidad de moles está presente en 1600 gramos de agua. Por lo tanto en 1 kg de agua habrá.
m = (0,286 moles) / (1,6 Kgs) 0,179 m (molal).
12) Cuantos gramos de soluto habrá en una solución 2.8 m de Li(OH), que se hizo con 500 ml de agua.
En el caso del agua 1 gramo equivale a un ml. Por lo tanto aceptamos que 500 ml son 500 grs.
Primero calcularemos la cantidad de moles de soluto. Despejando de la fórmula: m = n / kgs svte
n = m x kg de svte. n = 2.8m x 0,5 kgs. n = 1.4 moles.
Ahora el último paso es pasar esta cantidad de moles a gramos. La masa es igual al peso molecular por la cantidad de moles.
Masa = 23.94 grs./mol x 1.4 moles. Masa = 33.52 gramos.
13) Calcula la masa de agua que se utilizó para preparar una solución 2,2 m si se utilizó 12 gramos de soluto (NaOH).
Primero hay que saber la cantidad de moles de soluto. El peso molecular de NaOH es de 40.
moles = 12 grs / (40 grs/mol)
0.3 moles. Luego de la fórmula de m:
m = moles/kgs svte Kg svte = moles sto / m Kgs de solvente = 0,3 moles / 2,2 m
0.136 kilos o 136 gramos de agua.
14) Calcula la M y N de una solución que se preparó con 28 gramos de Mg(OH)2 al 82 % de pureza en un volumen final de 1600 ml.
Primero debemos corregir la masa de 28 gramos ya que al no ser 100% pura en realidad no hay 28 gramos sino que habrá algo menos.
28grs. x 0.82 = 22.96 gramos.
Estos gramos ahora lo pasaremos a moles. Moles = 22,96 grs / (58,3 grs/mol)
Moles = 0.39 moles.
Molaridad = 0,39 moles / 1,6 lts Molaridad = 0.24 M (molar).
Como este hidróxido tiene 2 radicales oxhidrilos. Por cada mol tenemos 2 equivalentes. Por lo tanto será 0.48 N (Normal).
Problemas para resolver:
1) Calcula el % v/v de una solución que tiene un volumen de 1400 ml y 980 ml de agua (solvente).
Rta: 30% v/v.
2) Que masa de AgOH se necesitara para preparar 3 litros de una solución 0,4 M en este soluto.
Rta: 148.8 grs.
3) Que densidad tendrá una solución de 1500 centímetros cúbicos y 1,9 kgs. Rta: 1.267 grs./ml.
4) Cuál será el volumen de una solución que tiene 20 gramos de soluto y una concentración de 6% m/v
Rta: 333.33 ml.
5) Que masa de solvente se necesitará para hacer 260 grs. de una solución al 4% m/m
Rta: 249.6 grs.
6) Calcula la Normalidad de: HNO2 (2M) – KOH (0.4M) – H2SO3 (3M) –
Al(OH)3 (1M) – Na3PO4(0.6M) – NaCl (2M).
Rta: 2N – 0.4N – 6N – 3M – 1.8N – 2N.
7) Que volumen de solución ocuparan 3 equivalentes de soluto de una solución 4N.
Rta: 0.75 litros.
8) Que m (molalidad) tendrá una solución que se preparo colocando 20 gramos de NaOH en 2200 ml de agua.
Rta: 0.227 molal.
9) Como prepararía 2 litros de una solución 0.4 M a partir de otra que es 4 M. Rta: Tomamos 200 ml de la más concentrada y la diluimos hasta llegar a 2 litros de volumen.
10) Que molaridad tendrá una solución que fue preparada añadiendo 46 grs. de Ca(OH)2 al 79 % de pureza a cierta cantidad de agua obteniendo un volumen final
de 4200 ml. Rta: 0.117M.
