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Química
Ingeniería de la Energía

Tema 7: Las disoluciones y sus propiedades físicas (ejercicios de repaso)

Fig 7.1. La disolución de un terrón de azúcar (sacarosa) forma remolinos de disolución de sacarosa, de densidad mayor, cayendo a través del agua de menor densidad

Ejemplo 7-2
Conversión de la molaridad en fracción molar. El amoniaco del laboratorio es NH3(aq) 14,8 M con unadensidad de 0,8980 g/mL. ¿Cuál es la χ NH en esta 3 disolución?
Fijamos cualquier volumen a nuestra elección ya que no se ha establecido ningún volumen, por ej, 1 litro

Moles de NH3 = 1,00 L ×

14,8 mol NH3 1L

= 14,8 mol NH3

Ejemplo 7-2
Obtenemos los moles de agua

Masa disol = 1000,0 mL disol× 0,8980 g disol = 898,0 g disol 1,0 mL disol 17,03 g NH3 Masa NH3 = 14,8 mol NH3 × = 252 g NH31 mol NH3 Masa H2O = 898,0 g disol – 252 g NH3= 646 g H2O Moles de H2O = 646 g H2O ×
Y finalmente la fracción molar

1 mol H2O 18,02 g H2O

= 35,8 mol H2O

χNH3=

14,8 mol NH3 14,8 mol NH3 + 35,8 mol H2O

= 0,292

Ejemplo 7-3
Ejercicios de cálculo de concentración de disoluciones. Calcúlese la molalidad de una disolución de ácido sulfúrico que contiene 24,4 g de la sustancia en 198g de agua. La masa molar del ácido sulfúrico es 98,08 g. m= 24,4 g H SO4 2 198 g H2O × 1000 g H O 2 1 Kg H2O × 1 mol H2SO4 98,08 g H2SO4 =

1,26 mol H SO4/Kg H O = 1,26 m 2 2

Ejemplo 7-4
Ejercicios de cálculo de concentración de disoluciones. Calcular la cantidad de agua que debe añadirse a 150 gramos de ácido nítrico del 63%, densidad 1,39 g mL-1, para obtener una disolución 0,400 N(Datos PmHNO3=63.0 g mol-1, feq=1) Estrategia: La cantidad de ácido puro se conserva, solo varia la cantidad de disolvente 63 g HNO3 100 g disol

gHNO3 =150 g disol ×

= 95 g HNO3

Ejemplo 7-4
Vfinal = 95 g HNO3× 1 mol HNO3 63,0 g HNO3 1 L disol = 3,77 L disol 0,4 equiv HNO3 1 mL disol Vinicial = 150 g disol × 1,39 g disol × 1L = 0,11 L disol 1000 mL × 1 equiv HNO3 1 mol HNO3 ×

Vañadido =Vfinal - Vinicial = 3,77 L – 0,11 L = 3,66 L

Ejemplo 7-5
Ejercicios de cálculo de concentración de disoluciones. Una disolución acuosa contiene 109,2 g de KOH por litro de disolución. La densidad de la disolución es 1,09 g mL-1. Se desean utilizar 100 mL de esta disolución para preparar KOH 0,250 m. ¿ Qué masa y de qué componente, KOH o H2O debe añadirse a los 100 mL de disolución?
Estrategia:Calcular la concentración de la disolución que tenemos para ver si hay que diluirla o concentrarla

109,2 g de KOH × 100 mL de disolución = 10,92 g de KOH 1000 mL disolución mientras que de disolución tendremos (usando la densidad) : 1,09 g de disolución × 100 = 109 g disolución 1 mL disolución

Ejemplo 7-5
109 g disolución - 10,92 g de KOH = 98,08 g de H 2 O
10,92 m= 56,1 0,195 moles deKOH = = 1,984 m 0,09808 0,09808 Kg dvte

Hay que diluir esta disolución, y los gramos de soluto serán los mismos

0,250 =

0,195 moles de KOH ⇒ Kg de disolvente = 0,78 Kg de disolvente
780 − 98,08 ≈ 682 g de H 2 O

Ejemplo 7-6
Ejercicios de cálculo de concentración de disoluciones. ¿Qué volumen de HCl cc. del 36% en peso y ρ=1,098 g mL-1 hay que tomar para preparar 50 mL de unadisolución al 12% en peso y densidad 1.053 g mL-1?
Estrategia: Calcular cuantos gramos necesitamos de HCl para preparar una disolución al 12% y densidad 1,053 g mL-1, y luego con los datos de la disolución madre deducir el volumen

1,053

g disolución 12 g de HCl × × 50 mL = 6,318 g HCl mL de disolución 100 g disolución 100 g disolución 1 mL disolución × = 14,9 mL 36 g HCl 1,179 g disolución

6,318 gHCl ×

Ejemplo 7-7
Ejercicios de cálculo de concentración de disoluciones. Calcular los pesos de las disoluciones de HCl 36% y 10% que deben tomarse para preparar 500 g de disolución al 30%.
Estrategia: Plantear un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas, sabiendo que por un lado la suma de los g ambas disoluciones madre debe ser 500 g y que la suma de los gramos de soluto debe ser...