SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS
1.- Se requiere preparar 400 cm3 de una solución 10 %p/p de ácido clorhídrico, cuya densidad es 1,02 g/ml. Calcular:
a) ¿Cuál es la masa de soluto y de solvente necesaria?
b) ¿Cuál es la concentración en g de soluto / 100 g de solvente? c) ¿Cuál es la molaridad de la solución?
d) ¿Cuál es la concentración en % m/v? e) ¿Cuál es la molalidad? 10 % p/p, significa: 10 g HCl 100 g sn ( 100 g sn – 10 g sto ) = 90 g sv a) msn = Vsn x dsn msn = 400 mL x 1,02 g/mL msn = 408 g sn 10 g HCl mHCl = 408 g sn x
100 g sn mHCl = 40,8 g HCl 90 g sv msv = 408 g sn x 100 g sn msv = 367,2 g sv b) 100 g sv x 40,8 g HCl / 367,2 g sv = 11,11 g HCl 11,11 g HCl/100 g sv c) Soluto = HCl Masa molar = 1,01 + 35,45 Masa molar = 36,46 g moles soluto M (molaridad) = 1 L solución 40,8 g HCl x 1 mol HCl / 36,45 g HCl = 1,12 moles HCl 1 L Sn x 1,12 moles HCl / 0,4 L Sn = 2,80 moles HCl 2,80 M d) 100 ml sn x 40,8 g HCl / 400 mL sn = 10,2 g HCl 10,2 % m/v e) moles soluto m (molalidad) = 1 kg sv 1000 g sv x 1,12 moles HCl / 367,2 g sv = 3,05 moles HCl 3,05 m
2.- Una solución de ácido sulfúrico al 34 %p/p tiene una densidad de 1,25 g/mL. Calcular:
a) ¿Cuántos gramos de ácido sulfúrico tiene 1 litro de esa solución? b) Molaridad.
c) Molalidad.
a) 34 %p/p, significa 34 g de soluto (H2SO4) 100 g sn
masasn = Vsn x dsn = 1000 mLsn x 1,25 gsn/mLsn = 1250 g sn
Respuesta: En 1L de solución hay 425 g de H2SO4 b) H2SO4 masa molar = 2 x 1,01 + 32,06 + 16 x 4 = 98,08 g 1,25 g sn 1000 mL 34 g H2SO4 1mol H2SO4 M = × × × 1 mL sn 1 L 100 g sn 98,08 g H2SO4 M = 4,33 mol/L
Otra manera de resolver el ejercicio:
34 g H2SO4 x 1 mol H2SO4 / 98,08 g H2SO4 = 0,35 moles H2SO4 100 g sn x 1 mL sn / 1,25 g sn = 80 mL sn Volumen = 0,08 L sn 1 L sn x 0,35 moles H2SO4 / 0,08 L sn = 4,37 moles H2SO4 4,37 M c) 34 g H2SO4 100 g sn (100 g sn – 34 g sto) = 66 g sv ( 0,347 moles H2SO4) 1000 g sv x 0,35 moles H2SO4 / 66 g sv = 5,30 moles H2SO4 5,30 m
3.- Una solución se preparó disolviendo 16 g de cloruro de calcio, en 72 g de agua, la misma tiene una
densidad de 1,180 g/mL a 20°C. Exprese la concentración en: a) % m/m b) % m/v c) M d) m Datos:
Soluto = 16 g CaCl2
Solvente = 72 g H2O
dsn = 1,180 g/mL
T = 20°C
Masa molar CaCl2 = 110,98 g
a) % m/m significa gramos de soluto en 100 g de solución. Masa de solución = masa soluto + masa solvente
Masa de solución = 16 g + 72 g Masa de solución = 88 g 16 g CaCl2 % m/m = × 100 88 g sn % m/m = 18,18
b) % m/v significa gramos de soluto en 100 mL de solución.
Recordar: d = masa / Volumen
Volumen de solución = masa de solución × (dsn)-1 1 mL sn Volumen de solución = 88 g sn × 1,180 g sn Volumen de solución = 74,58 mL 16 g CaCl2 % m/v = × 100 74,58 mL sn % m/v = 21,45
1,180 g sn 1000 mL sn 16 g CaCl2 1 mol CaCl2
=1,93 mol L-1 1 mL sn 1 L sn 88 g sn 110,98 g CaCl2
d) m (Molalidad) = moles sto / kg de solvent g CaCl2 = 1000g H2O x 16g CaCl2 = 222,22g CaCl2
72g H2O
mol CaCl2 = 1 mol CaCl2 x 222,22g CaCl2 = 2.00 mol
110.98g CaCl2
m = 2,00
4.- 240 mL de una solución contiene 8,64 g de glucosa (C6H12O6), siendo la densidad 1,05 g/mL. Calcular su
concentración en: a) % p/p b) % p/v c) Molaridad
a) % p/p, significa gramos de soluto en 100 g de solución. Masasn = Vsn × dsn Masasn = 240 mL × 1,05 g/mL Masasn = 252 gsn 8,64g C6H12O6 % p/p = × 100 252 g sn % p/p = 3,43
b) % m/v significa: gramos de soluto cada 100 mL de solución. 8,64g C6H12O6
% m/v = × 100 240 mL sn
% m/v = 3,60
c) M (molaridad) = moles sto / 1L sn
Masa molar de glucosa (C6H12O6) = 6 × 12,01 + 12 × 1,01 + 6 × 16
Masa molar de glucosa (C6H12O6) = 180,18 g
Utilizando el dato calculado de % p/p
1,05 g sn 1000 mL sn 3,43 g C6H12O6 1 mol C6H12O6
= 0,20 mol L-1 1 mL sn 1 L sn 100 gsn 180,18 g C6H12O6 Utilizando g de sto y g de sn. 1,05 g sn 1000 mL sn 8,64 g C6H12O6 1 mol C6H12O6
= 0,20 mol L-1 1 mL sn 1 L sn 252 gsn 180,18 g C6H12O6
5.- A 25 mL de una solución 0,886 M de KNO3 se le agrega agua destilada hasta que el volumen final de la
solución es de 500 mL. ¿Cuál es la concentración final de esta solución?
Al leer el enunciado los volúmenes no se deben sumar, ya que indica que se agrego agua destilada hasta volumen final de 500 mL.
V1 = 25 mL V2 = 500 mL
C1 = 0,886 M C2 = ???
C1 × V1 = C2 × V2
25 mL × 0,886 M = C2 × 500 mL
Despejando y simplificando las unidades:
C2 = 0,04 M
6.- Se disuelven 5 g de urea (CO(NH2)2) en 125 g de agua. Hallar el punto de congelación de la disolución.
KcH2O = 1,86 °C/m
Soluto = urea (CO(NH2)2)
Masa molar = 12,01 + 16 + 2 × (14 + 2×1,01) = 60,05 g Solvente = agua
Primero calculo la concentración molal de la solución: Utilizando regla de tres:
5 g urea × ( 1 mol / 60,05 g urea ) = 0,08 moles de urea 125 g agua 0,08 moles de urea
1000 g agua X = 0,64 moles de urea murea = 0,64 m
Utilizando factor unitario:
5 g urea 1 mol urea 1000 g agua m = × ×
125 g agua 60,05 g urea 1 kg agua m = 0,67 mol urea/kg agua
Tc = Kc × m
Tc = 1,86 °C Kg/mol × 0,67 moles/Kg Tc = 1,25 °C
Tc = Tcsvte puro - Tcsolución Tcsvte puroH20 = 0 °C
Tcsolución = Tcsvte puro - Tc
Tcsolución = 0 °C - 1,25 °C
Tcsolución = -1,25 °C
7.- Se disuelven 2,25 g de naftaleno en 200 g de benceno. Sabiendo que la solución congela a 4,95 °C,
determinar el peso molecular del naftaleno. Datos :
Teb (°C) Keb (°C/m) Kc (°C/m) Tf (°C) Benceno 80,2 2,53 5,12 5,40 Agua 100 0,512 1,86 0,00 Como el solvente es el benceno, utilizamos los datos del benceno
Tc = Tcsvpuro - Tcsn
Tc = Kc × m
m = Tc / Kc = 0,45 °C / 5,12 (°C/m) = 0,088 m
m = N° moles sto / X Kg sv N° moles sto = m × X Kg sv
N° moles sto = 0,088 m × 0,2 Kg Benceno = 0,0176 moles Naftaleno N° moles = masa/PM despejando
PM = masa / N° moles = 2,25 g / 0,0176 moles
PM = 128 g/mol
8.- ¿A qué temperatura se congelará una disolución de una sustancia de peso molecular 270, si se han
disuelto 0,4 g de la misma en 70 g de benceno? N° moles = masa / PM
N° moles =0,4 g / 270 (g/mol) N° moles = 1,48 × 10-3 moles Calculo de molalidad
1000 g Benceno × 1,48 x 10-3 moles / 70 g Benceno = 0,02 moles 0,02 m Tc = Kc × m Tc = 5,12 (°C/m) × 0,02 m Tc = 0,10 °C Tc = Tcsvpuro – Tcsn despejando Tcsn = Tcsvpuro - Tc Tcsn = 5,40 °C – 0,10 °C Tcsn = 5,30 °C
9.- Al disolver 10,84 g de cloruro mercúrico en 1000 g de agua, el punto de congelación de la solución es –
0,0744 °C. Determinar si está la sal disociada en sus iones en dicha solución. Calculamos el descenso del punto de congelación y la molalidad de la solución:
Tc = Tcsv puro - Tcsn
Tc = 0 °C - (- 0,0744 °C)
Tc = 0,0744 °C
HgCl2 PM = 200,59 + 2 × 35,45 = 271,49
10,84 g sto × 1 mol sto / 271,49 g sto = 0,04 moles sto 0,04 m Tc = Kc × m × i i : Coeficiente de Van’t Hoff
Despejando i obtenemos: i = Tc / ( Kc × m )
i = 0,0744 °C / ( 1,86 °C/m × 0,04 m )
i= 1
10.- La masa molar de un soluto es 180 g. Calcular el punto de ebullición de una solución acuosa que
contiene 20 g de soluto y 500 g de agua. Kc = 1,86 °C / m. Kb = 0,512 °C / m
El problema nos indica que tenemos 20 g de soluto en 500 g de agua (solvente)
Para aplicar las fórmulas para calcular el punto de ebullición de la solución, se debe conocer: Temperatura de ebullición del solvente puro (Tb°)
Constante ebulloscopica del solvente (Kb)
La molalidad de la solución (m = moles de soluto / kg de solvente) Fórmulas:
Tb = Tb - Tbº
Tb = Kb m
Calculamos la molalidad:
moles sto 20 g sto 1000 g 1 mol sto = × × 1 kg sv 500 g sv 1 kg 180 g sto m = 0,22 mol sto / 1 kg sv Datos: Tb° = 100 ° C Kb = 0,512 ° /m molalidad de la solución = 0,22 m Reemplazando en la ecuación Tb = Kb m Tb = 0,512 ° / m 0,22 m Tb = 0,11 °C
Una vez calculada la variación de temperatura utilizamos la siguiente fórmula para calcular la temperatura de ebullición de la solución:
Tb = Tb - Tbº
0,11 ° C = Tb - 100
Tb = 0,11 °C + 100 °C
Tb = 100,11 °C
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