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SOLUBILIDAD Y PROPIEDADES COLIGATIVAS 1.

Qué peso de alcohol etílico deberá añadirse a un litro de agua para que la solución no solidifique a -4.0° F. [495 g].

2.

Si el radiador de un automóvil contiene 12 litros de agua, cuánto descenderá el punto de solidifación debido a la adición de 5.0 Kg de glicol C 2H4(OH)2. Cuántos Kg de alcohol metílico se necesitarán para producir el mismo resultado. Suponer una pureza del 100%. [12° C; 2.6 Kg].

3.

El punto de solidificación de una muestra de naftaleno se vio que valía 80.6° C. Cuando se disuelven en 7.03 g de naftaleno 0.512 g de una sustancia, la solución tiene un punto de solidificación de 75.2° C. Cuál es el peso molecular del soluto. El descenso molal del punto de solidificación del naftaleno es 6.80° C. [92].

4.

Se preparó una solución de hemocianina de cangrejo, una proteína pigmentada que se extrae de los cangrejos, disolviendo 0.750 g, en 125 ml de un medio acuoso. A 4.0° C se observó una elevación en la presión osmótica de la disolución de 2.6 mm. La solución tiene una densidad de 1.00 g/cc. Determinar el peso molecular de la proteína. [5.5 x 10 5].

5.

La presión osmótica de la sangre a 37° C es 7.65 atm. Cuánta glucosa debe utilizarse por litro para una inyección intravenosa que ha de tener la misma presión osmótica que la sangre. [54.3 g].

6.

La presión de vapor del agua pura a 25° C es 23.76 mm. La presión de vapor de una solución que contiene 5.40 g de una sustancia no volátil en 90 g de agua es 23.32 mm. Calcular el peso molecular del soluto. [57].

7.

Si 29 mg de N2 se disuelven en 1.0 litro de agua a 0.0° C y 760 mm de presión de N 2, qué peso de N2 se disolverá en un litro de agua a 0.0° C y 5.0 atm de presión. [145 mg].

8.

A 20° C y 1.0 atm de presión parcial de hidrógeno, se disuelven en 1.0 litro de agua 18 ml de hidrógeno medidos a c.n. Si agua a 20° C se expone a una mezcla gaseosa que tiene una presión total de 1400 mm (incluyendo la presión de vapor del agua) y que contiene el 68.5% en volumen de H2. Hallar el volumen de este gas medido a c.n. que se disolverá en 1.0 litro de agua. [23 ml].

9.

Un litro de gas CO2 a 15° C y 1.0 atm se disuelve en un litro de agua a la misma temperatura cuando la presión de CO2 es 1.0 atm. Calcular la concentración molal de CO 2 en una solución sobre la que existe CO2 con una presión parcial de 150 mm a esta temperatura. [0.0083 molal].

10. La solubilidad del nitrato de potasio a 100° C es de 246 g por 100 g de agua y a 30° C es de 46. Calcular los gramos de KNO 3 que cristalizarán de una solución saturada a 100° que contiene 500 ml de agua, al enfriarse a 30° C. [1000 g KNO3]. 11. La tensión de vapor del CCl 4 es 85.513 mm de Hg a 19° C, es decir, cuando se encuentra puro. Ahora bien, la presión de vapor sobre una solución que contiene 0.5455 g de una sustancia no volátil desconocida en 25 g de CCl4, a la temperatura indicada, es de 83.923 mm de Hg. (a) Calcular el peso molecular del soluto sólido desconocido. (b) Calcular y expresar la fórmula molecular del soluto, si por análisis se sabe que contiene por peso 94.34% de C y 5.66% de H. [177.3; Cl4H10] 12. La presión de vapor total "determinada por un manómetro" de una mezcla líquida ideal de SiCl 4 (A) y CCl4 (B), a 25° C es 198.5 mm de Hg, cuando la fracción molar del tetracloruro de silicio es de 0.632 en el líquido y 0.773 en el vapor. Hallar a 25° C, las tensiones de vapor del SiCl 4 (puro) y del CCl4 (puro). Los valores experimentales son 238 para A y 115 mm de Hg para el líquido B. o [ PAo 243; PB 122 mm de Hg].

13. Beckmann en 1890 determinó aproximadamente el peso molecular del yodo en la forma siguiente: disolvió 1.065 g de yodo en 10.14 g de éter etílico, aumentándose la temperatura de ebullición del éter en 0.296° C. Recalcule el peso molecular del yodo con el valor actual de K b para el éter etílico. [241].

14. Cuando 0.20 moles de sacarosa (C12H22O11 = 342) se disuelven en 1000 g de agua a 20° C, la densidad de la solución tiene el valor de 1.024 g/ml. Calcular: (a) La presión de vapor de la solución, si la tensión de vapor del agua pura a 20° C es 17.535 mm de Hg. (b) El punto de ebullición de la solución. (c) El punto de congelación de la solución. [17.472 mm; 100.102° C; -0.372° C] 15. Una cantidad de 1.00 gramo de hemoglobina en 100 ml de solución acuosa, dio una presión osmótica de 35.4 mm de agua, a 0.0° C. Calcular el peso molecular aproximado de la hemoglobina, mediante la ecuación de Van't Hoff. [65400 g]. 16. Si k2 es 3.30 x 10 7 torr para una solución de O 2(g) en agua a 25° C, encuentre la solubilidad el O 2 bajo condiciones ambientales. (Suponiendo que el aire contiene 20% de O 2). [8.3 x 10-4 de O2 en 100 g de H2O]. 17. Si P°(NHO3) es 57 torr y P°(H 2O) es 23.756 torr a 25° C, haga gráficas de P(HNO 3), P(H2O) y P(solución) en función de (HNO3) suponiendo que la solución es ideal. En la misma gráfica, dibuje los siguientes datos para las soluciones reales: % Peso HNO3 P(HNO3), torr

20

25

30

35

40 0.12

45 0.23

50 0.39

55 0.66

60 1.21

70 4.10

80 10.5

99 27.0

16.2

14.6

12.7

10.7

9.1

7.7

5.5

3.2

1.0

18.

P(H20), torr

20.6

19.2

17.8

100 57.0

Encontrar (HNO3,v) a (HNO3) = 0.500 si la solución fuese ideal y para la solución real. [(HNO3,v)IDEAL 0.71; (HNO3,v)REAL 0.71]. 18. El valor de K2 es 5.34 x 107 torr para el H2(g) en agua y 2.75 x 10 6 torr en benceno. Cuántas veces es más soluble el H2 en benceno que en agua. [19.4]. 19. A 75° C, P(HNO3) es 35 torr y P(H2O) es 86 torr sobre una solución de HNO 3 al 65% en peso. Si P°(HNO3) es 540 torr y P°(H2O) es 289.1 torr. Calcular: (a) P i para la solución ideal, (b) P sol para la solución ideal y real, (c) i,v para las soluciones ideal y real. Solución: (a) (b) (c)

P(HNO3) 187 torr, P(H2O) 189 torr. PIDEAL 376 torr, PREAL 181 torr.  (HNO3, ideal) 0.497,  (H2O, ideal) 0.503,  (HNO3, real) 0.289  (H2O, real) 0.711]. 20. La presión parcial del éter sobre una solución de acetona en éter a 30 °C es 535 torr a 2 = 0.200. La presión parcial de la acetona a esta misma concentración es de 90 torr. (a) Calcular i si P2o es 283 torr y P1o es 646 torr. Si P2 es 148 torr a 2=0.400. (b) Use los datos de estas dos soluciones para determinar k2 y calcular 2. [(a) (acetona) 1.59, (éter) 1.04, (b) k2(acetona) 450, k2(éter) 370,  (acetona) 0.85]. 21. Utilizando los datos siguientes, haga una curva de Pi y Psol en función de B: PA, torr PB, torr XB

600 0 0.0

540 13 0.1

475 25 0.2

411 42 0.3

347 88 0.4

269 179 0.5

160 350 0.6

81 467 0.7

50 543 0.8

25 622 0.9

0 700 1.0

Incluir curvas de Pi y Psol de solución ideal en la gráfica. Describa el sistema. Calcular i a B = 0.2 utilizando ai = ii. Calcular B usando 2 = (P2/k22) a la misma concentración. [Ambas sustancias muestran desviaciones negativas del estado inicial; A 0.990, B 0.179; la curva de P 2/2 en función de 2 tiene una intersección kB = 135, entonces B 0.926].

22. La presión de vapor del agua es 23.756 torr a 25º C. Si la presión de vapor sobre una solución de urea al 4.50% en peso es 23.426 torr, encontrar el peso molecular de la urea. [2 1.39 x 10-2; M 60.2 g] 23. Cuántos gramos de glucosa C6H12O6, debe disolverse en 200 gramos de H2O para obtener una solución que tenga una presión de vapor de 91.7 mm de Hg a una temperatura de 50° C. 24. Una solución de azúcar es formada por la disolución de 4.375 moles en 1750 gramos de agua. (a) Determinar el punto de ebullición de la solución. (b) Cuál es el punto de fusión de la solución. Si kb = 0.512 °C·Kg/mol. [101.28° C; -4.95° C] 25. Utilizando los materiales y equipo, mediante un experimento se determinó que el punto de fusión del benceno puro es 5.49° C y el punto de fusión de una solución de 0.100 gramos de naftaleno en 10 gramos de solvente es 5.10° C. Determinar: (a) El peso molecular del naftaleno. (b) La eficiencia del experimento. (c) El punto de ebullición de una solución que contenga 5.0% de naftaleno en etanol. (d) La presión osmótica a 25° C de la solución, sabiendo que su densidad es 791 g/l. [125.6 g/mol; 98.15%]. 26. 1.0 litro de agua a 15° C disuelve 1.86 g de CO 2; cuando la presión parcial de este gas es de 1.0 atm. Qué peso y qué volumen de CO2 se disolverá en 1.0 litro de agua a la misma temperatura, si la presión parcial del anhídrido carbónico es de 3.0 atm. [1.86g; 1.0 l] 27. Las solubilidades del O2 y N2 en agua a 1.0 atm de presión parcial de cada gas son, respectivamente, 32.5 y 16.3 ml por cada litro de agua a 20° C. Si se agita hasta la saturación una muestra de aire, de presión total 1.0 atm y composición 21% de O2 y 79% de N2 (V/V), con 1.0 litro de agua a 20° C. Determinar: (a) volumen y peso de cada gas disuelto, (b) molalidad en N2 y O2 de la disolución final. [(a) O2 9.1 mg, N2 15.0 mg; (b) O2 2.84 x 10-4 Cm, N2 5.36 x 10-4 Cm]. 28. 1.0 litro de agua a 20° C disuelve 9.9 ml de He y 16.3 ml de N 2. Si se agita el agua a 20° C con una disolución de He en N2 al 30% (P/P) y presión total de 1.0 atm. Determínese: (a) el peso de cada uno de los gases disueltos en 100 ml de agua, y (b) si se extraen y recuperan los gases disueltos, determinar la fracción molar del He en el gas recuperado. [(a) 0.123 mg He, 0.475 mg N2; (b) 0.645]. 29. 1.0 litro de aire de composición 21% de O2 y 79% de N2 (V/V) y a la presión total de 1.0 atm se agita con 1.0 litro de agua hasta la saturación a 20° C. Después de la experiencia: (a) Cuál es la presión parcial del O2 y N2, y la presión total del sistema, (b) Cuál es la molalidad de cada gas en la solución acuosa, si 1.0 litro de agua a 20° C disuelve 32.5 ml de O 2 y 16.3 ml de N 2. La presión de vapor del agua a 20° C es 17.5 mm de Hg. [(a) P(O 2) 154.3 mm, P(N2) 590.5 mm, PT 762.8 mm; (b) 3.04 x 10-4 molal en O2, 5.74 x 10-4 molal en N2]. 30. Cuál será el punto de congelación de una solución que contiene 15.35 g de glicerina C 3H5(OH)3 disueltos en 500 g de agua y 34 g de sacarosa disueltos en 250 g de agua. [-1.36° C] 31. La presión de vapor de la acetona a 60° C es de 1.14 atm. Cuál será la presión de vapor de una solución, que contenga 15.02 g de aminoacetanilida, C2H3ONHC6H4NH2, en 1000 g de acetona a 60° C. [1.13 atm] 32. Cuantos gramos de glucosa C6H12O6, deben disolverse en 200 g de agua para obtener una disolución, que tenga una presión de vapor de 91.7 mm de mercurio a una temperatura de 50° C. [10.81 g] 33. Calcular el peso molécula de una sustancia, sabiendo que la presión de vapor a 28° C de una solución de 68 g de dicho compuesto en 1000 g de agua es de 28.25 mm. La tensión de vapor del agua a 28° C es 28.35 mm. [M 349.2 g]

34. La presión de vapor del clorobenceno C 6H5Cl y del bromobenceno C6H5Br a 100° C son respectivamente 28.5 y 13.7 mm de Hg. Si se tiene una solución de ambas sustancias al 50% en peso a 100° C. Calcular: (a) la presión de vapor parcial de cada compuesto, (b) la presión de vapor de solución, y (c) la composición en % en volumen y en peso del vapor encima de la solución. [(a) clorobenceno 16.73 mm, bromobenceno 5.72 mm, (c) clorobenceno 74.52% en volumen y 67.77% en peso] 35. A 20° C la presión de vapor del alcohol metílico es de 94 mm y la del etanol es de 44 mm. El vapor que está en contacto con una solución de metanol en etanol a 20° C, ejerce una presión de 60 mm. Calcular la composición del liquido y del vapor en equilibrio. [{ VOLUMEN: metanol 32%; PESO: metanol 24.65%; LIQUIDO}; {VOLUMEN: metanol 50.13%; PESO: metanol 51.15%; VAPOR}] 36. Cuántos gramos de glicocola CH 2NH2-COOH, deben disolverse en 100 g de agua, para que la solución resultante tenga una presión de vapor de 740.9 mm a la temperatura de 100° C. [110.5 g] 37. Calcular el M de una sustancia cuya solución acuosa al 0.4% produce, a 0.0° C, una presión osmótica de 1.54 atm. [58] 38. Cuál será la concentración molal de una solución de ácido esteárico en tetracloruro de carbono que hierve a 77.302° C. El punto de ebullición del CCl4 es 76.8° C. [0.1] 39. Calcular el peso molecular de la urea, sabiendo que una solución de 3.0 g de la misma en 50 g de agua tiene una presión de vapor de 23.13 mm, a la temperatura de 25° C. La presión de vapor del agua a 25° C es 23.55 mm. [59.81] 40. Calcular la presión osmótica que producirá una solución alcohólica de alcanfor al 2.0% en peso, y a la temperatura de 0.0° C. El M(C 10H16O) es 152.23 g/mol. Densidad de la solución es 0.80. [2.35 atm] 41. A qué temperatura se congela la disolución acuosa de alcohol metílico al 3.2% en peso. [1.92° C] 42. Cuántos kilogramos de alcohol metílico deben añadirse a 15 litros de agua para disminuir el punto de congelación hasta -18.6° C. [4.8 Kg] 43. Calcular la presión de vapor, a 100° C, de una solución que contiene 40 g de glucosa en 800 g de agua. La presión de vapor del agua a 100° C es 760 mm. M(glucosa) = 180.1596 y M(H 2O) = 18.0143. [756.18 mm de Hg] 44. Calcular la concentración molar de una sustancia acuosa de glicerina que produce una presión osmótica de 76 mm de mercurio a una temperatura de 30° C. [4.03 x 10 -3 CM] 45. En el análisis de un compuesto orgánico se obtuvieron los siguientes resultados: C 85.61%, H 2 14.39%. Calcular la verdadera fórmula del compuesto, sabiendo que al disolver 0.28 g del mismo en 100 g de ciclohexano, el punto de ebullición de este disolvente se elevó en 0.279° C. [C 2H4] 46. Calcular la disminución del punto de congelación de una sustancia cinco décimo molal de alcanfor en etanol y el de otra solución cinco décimo molal de etanol en alcanfor. Sabiendo que kf(etanol) 1.99 y kf(alcanfor) 40. [1.0° C; 20° C] 47. Cuál es la verdadera fórmula de un compuesto, de fórmula empírica C 4H3O2 deducida mediante análisis, si una solución 0.144 molal del mismo en benceno produce una depresión del punto de congelación de este disolvente de 0.738° C. kf(benceno) = 5.12. [5.392° C] 48. A qué temperatura se congelará una solución de una sustancia de M = 270 g/mol, si se han disuelto 0.4 g de la misma en 70 g de benceno. kf(benceno) = 5.12; p.f. = 5.5. [5.392° C]

49. A 40° C las presiones de vapor del metanol y del etanol son respectivamente 260.5 mm y 135.3 mm. Calcular la composición (fracción molar y % en peso) de una solución de dos alcoholes en equilibrio a 40° C con una mezcla gaseosa equimolecular de estos dos compuestos. [ METANOL: n 0.3418, 26.54%] 50. Una solución acuosa de glucosa C 6H12O6 comienza a congelar a -0.5° C. Se enfrían 100 g de dicha solución hasta -1.0° C. Calcular: (a) la concentración de la solución inicial, (b) la concentración de la solución final, y c) la cantidad de hielo que se ha separado. La constante crioscópica molal del agua es 1.86 51. La solubilidad del NaCl en agua a 20° C es 36.0 g por 100 g de H 2 O. Calcular la solubilidad en: (a) porcentaje en peso, (b) molaridad. La densidad de la solución saturada es 1.201 g/ml. [26.5%; 5.44 CM] 52. A 25° C, la presión del vapor del n-butano líquido C4H10, es de 1823 torr; la presión de vapor del npentano líquido C6H12, es 521 torr. Suponga que las soluciones de estos compuestos son ideales. (a) Determine la presión de vapor total a 25° C de una solución de 30% n-butano y 70% n-pentano, en masa. (b) Determine la fracción molar del n-butano en una solución butano-pentano con una presión de vapor total de 600 torr a 25° C. [974 torr, 0.0606] 53. En una solución de agua y etanol, la fracción mol del etanol es 0.477. Las presiones de vapor de agua y del etanol en equilibrio con esta solución a 20° C son 13.1 y 28.0 torr, respectivamente. La presión de vapor del agua pura a 20° C es 17.5 torr; la del etanol puro 43.6 torr. Calcular: (a) la cantidad de cada componente en esta solución, y (b) el coeficiente de actividad de cada componente. (c) Son las desviaciones a la ley de Raoult positivas o negativas. [(a) 0.748, 0.642; (b) 1.43, 1.35] 54. Una solución contiene 1.0% de etilenglicol C2H4(OH)2 y 99% de agua en masa. La presión de vapor del agua a 25° C es 23.756 torr. Suponga que el etilenglicol es no volátil, que el sólido que se produce en la congelación es hielo puro, y que la densidad de la solución es igual a la del agua pura. Determine: (a) la depresión de la presión de vapor de la solución a 25° C, (b) la presión de vapor de la solución a 25° C, (c) el punto de congelación de la solución, (d) el punto de ebullición de la solución a 1.0 atm de presión, (e) la presión osmótica de la solución a 25º C, con una membrana permeable al agua pero no al etilenglicol. [0.069 ton-, 23.687 ton-, -0.30° C; 100.083° C. [3.93 atm] 55. La solubilidad en agua del nitrato de potasio es 20.9 g/100 g de H 2O a 10° C y 169 g/100 g de H2O a 80° C. Se prepara una solución disolviendo, a 80° C, KNO 3 en 200 g de H2O hasta que no se disuelve más sal, y la solución se enfría a 10° C. Cuántos gramos de nitrato de potasio precipitan. (Suponga que no se evapora materia y que no hay la sobresaturación. [296 g] 56. Las soluciones saturadas de NH 4Br en agua contiene 37.7% de NH 4Br (en masa) a 0.0° C y 55.8% a 80° C. Se prepara una solución con 50.0 g de NH4Br y 50 g de agua que se enfría de 80° C a 10° C. Qué masa de NH4Br precipita. (Considerar la misma suposición del problema anterior). [19.7g] 57. Las presiones de vapor del disulfuro de carbono y del acetato de etilo CH 3COOC2H5, a 27° C son 390 torr y 100 torr, respectivamente. Calcule la presión de vapor total a la misma temperatura, de una solución de 30.0 g de CS 2 y 10.0 g de CH3COOC2H5. Suponga que la ley de Raoult es aplicable. [325 torr] 58. Se prepara soluciones separadas de dos solutos no volátiles, B y C en un mismo disolvente A. El peso molecular de B es 100 g/mol. Los puntos de ebullición del solvente y de las soluciones son como sigue: SOLUTO Ninguno B C

MASA DE SOLUTO (por 100 gramos de A) --1.00 g 0.50 g

PUNTO DE EBULLICIÓN 70.00º C 70.40º C 70.50º C

Calcule: (a) la constante de elevación del punto de ebullición de A, (b) el peso molecular de C. [4.0° C·Kg/mol; 40 g/mol] 59. (a) Una solución acuosa que contiene 1.00 g de insulina (una proteína) por litro, muestra una presión osmótica de 21.1 mm de H 2O (1.56 torr) a 27º C. Calcule el peso molecular de la insulina. (b) Estime la depresión del punto de congelación de esta solución. [1.2 x 10 4 g/mol; 1.6 x 10-4 °C] 60. Una solución acuosa con un peso especifico de 1.020, que contiene 4.5% en peso de un sólido no electrolítico desconocido, se congela a -0.180° C. Calcular el peso molecular del soluto. [487] 61. Una solución acuosa contiene por peso, 6.0% de urea, M[CO(NH 2)] = 60, y 9.0% de glucosa, M(C6H12O6) = 180, siendo el resto agua. Calcular el punto de congelación de la solución. [-3.27° C] 62. Una solución contiene un mezcla de azucares: 0.50 moles de fructosa, 0.50 moles de glucosa, 0.50 moles de lactosa, 0.50 moles de maltosa, y 0.50 moles de sacarosa disuelta en 1.0 Kg de agua. Calcular el punto de ebullición y el de fusión de la solución. [101.28° C; -4.65° C] 63. Una muestra de un compuesto hipotético de 1.50 g en 25 g de agua produce una solución que congela a -20° C. Calcular el punto de congelación de una solución formada disolviendo 1.50 g de este soluto en 25 g de benceno. [0.2° C] 64. Determinar el peso molecular de un compuesto desconocido, del que 0.500 g disueltos en 50 g de agua hacen que el punto de ebullición resulte ser 100.056° C. Establecer las hipótesis que se necesiten para calcular el peso molecular de este modo. [93 u] 65. Una solución acuosa de un no electrólito de peso molecular 93 tiene una presión osmótica de 2.4 atmósferas a 5° C. Calcular cuánto hielo se obtiene cuando se enfría 100 gramos de solución a -3° C. Si la constante crioscópica es 1.86 °C·Kg/mol. [34.58 g H2O(s)] 66. Una solución de 8.72 g C 2H5OH en 100 g de agua congela -0.353° C. Una solución de 12.81 g de un elemento A en 200 g de agua congela a -0.495° C. Calcular el peso molecular de la sustancia A. [240.95 g/mol] 67. Sabiendo que a 25 ° C el agua pura tiene una tensión de vapor de 23.5 mm. Calcular la tensión, de vapor a la misma temperatura de una solución formada por 20 g de urea CO(NH 2)2, en 100 gramos de agua. M(urea) = 60 g. [22.17 mm] 68. Calcular el peso mol de una sustancia orgánica, sabiendo que forma una solución que contiene 5 gramos de tal sustancia en 120 gramos de agua, que ebulle a la temperatura de 100.45° C a la presión de 1.0 atm. La constante ebullioscópica del agua es 0.514° C·Kg/mol. [47.56 g] 69. Una solución acuosa está formada con 25 g de proteína en 12 litros de solución, cuya presión osmótica a 11° C es 4.2 torr. Determinar el peso molecular de la proteína. [8779.20 g/mol] 70. Calcular el peso molecular del banzaldehido, si una solución que contiene 0.45 gramos de benzaldehido en 20 gramos de benzol, presenta una disminución del punto de fusión de 1.023° C. La constante crioscópica del benzol es 5.18° C·Kg/mol. [113.93 g] 71. Sabiendo que la solubilidad del CO 2 en el plasma es de 0.51 ml/ml de plasma, medidos a c.n. Calcular la milimolaridad del CO2 en el plasma en equilibrio con el aire, que contiene 0.3% de CO 2, a la presión de 1.0 atm. [6.8 x 10-2 mCM]

72. A una atmósfera de presión la solubilidad del CO en agua a 25° C es de 0.002603 g/100 g H 2O, y aquella del SO2 en agua es de 9.41 g/100 g H 2O. Calcular la milimolalidad de cada solución. ¿Por qué hay gran diferencia entre las solubilidades de los dos gases? [0.9/1500 mCm CO/mCm SO2] 73. Calcular la solubilidad del oxígeno en agua a 2.0 atmósferas y 25° C, si a esas condiciones el valor de la constante de Henry es 3.3 x 107. [2.54 x 10-3 moles/litro] 74. Una solución fisiológica usada para unir los órganos se obtiene diluyendo a 1.0 litros con agua destilada 8.0 gramos de NaCl, 0.42 gramos de KCl, 0.24 gramos de CaCl 2 y 0.20 gramos de NaHCO3. Calcular la concentración en mmol/l: (a) de los simples iones, (b) de los simples cationes. Calcular además la osmolaridad de la. Solución. [(a) HCO 3- 2.4; Cl- 147; (b) Na+ 139; K+ 5.7; Ca2+ 2.2 x 103 ; 0.3 osmolar] 75. Calcular la tensión de vapor a 40° C de una mezcla de 5 gramos de acetato de etilo CH 3COOC2H5 y 160 gramos de alcohol etílico C 2H50H, sabiendo que la temperatura de vapor de los dos líquidos puros a aquella temperatura son respectivamente de 186 torr y 134 torr. [135 torr] 76. Sabiendo que a 40° C la tensión de vapor de una sustancia orgánica A pura es de 914 torr y que aquella de una sustancia orgánica B pura es 260 torr. Calcular la composición de la mezcla A-B que ebulle a 40° C. [76.5% en moles de A, 23.5% en moles de B] 77. Calcular la tensión de vapor de una solución de 15 gramos de bromobenceno en 200 gramos de benzol a 80.3° C, sabiendo que esta es la temperatura de ebullición del benzol puro a la presión de 1.0 atm. [733 torr] 78. La tensión de vapor que contiene 12.0 gramos de aminoácido en 100 gramos de agua es de 741 torr a 100° C. Calcular el peso molecular del aminoácido. [84.2] 79. Una corriente de aire seco se hace burbujear a través de una solución que contiene 13.3 gramos de urea en 100 ml de agua. La disminución en peso de la solución es de 2.180 gramos; entonces se hace pasar el aire a través de agua pura y finalmente a través de un tubo lleno con una sustancia deshidratante que recoge el aire todo el vapor de agua. El aumento en peso del tubo es de 2.267 gramos. Calcular el peso molecular de la urea. [60] 80. A igual molalidad, cual de las dos soluciones acuosas respectivamente de metanol CH 3CH20H y etilenglicol CH2OH-CH2OH, es más eficiente respecto a la disminución del punto de congelación. Y a pariedad de peso cuál provocaría una disminución mayor. 81. Sabiendo que la temperatura de congelación del nitrobenzol es de 5.7° C y que una solución que contiene 0.2 gramos de un soluto en 10 ml de nitrobenzol, de peso específico 1.203, congela a 5.0° C. Calcular el peso molecular del soluto. La constante crioscópica del nitrobenzol es de 6.89° C·Kg/mol. [164] 82. Una solución de 0.72 gramos de naftalina en 50 ml de benzol de peso especifico 0.879 congela a 4.76° C, mientras el benzol puro congela a 5.4° C. Una solución que contiene 1.3 gramos de una sustancia orgánica en 29 ml de benzol congela a 4.54° C. Calcular el peso molecular de la sustancia orgánica y la constante crioscópica del benzol. [290; 5.1 °C·Kg/mol] 83. Calcular el peso molecular del agua oxigenada en solución acuosa dados los siguientes datos: 17.8 gramos de solución que contiene 0.1830 gramos de H2O2 congelan a -0.570° C. La constante crioscópica del agua es de 1.86° C·Kg/mol. [34 g/mol] 84. Calcular cuántos átomos contiene la molécula de fósforo, sabiendo que 0.620 gramos de fósforo amarillo disuelto en 50 gramos de sulfuro de carbono aumentan a su punto de ebullición en 0.24° C. La constante ebullioscópica del sulfuro de carbono es 2.4 °C·Kg/mol. [4 átomos]

85. Cuántos átomos contiene la molécula de azufre, sabiendo que 2.75 gramos de azufre vienen disueltos en 100 gramos de naftalina (punto de fusión) 80.1° C), y la solución obtenida funde a 79.36° C. La constante crioscópica de la naftalina es 6.90 °C·Kg/mol. [8 átomos] 86. Una solución al 9.73% de Ce(NO 3)3, de peso específico 1.085 congela a -2.09° C. presión osmótica de la solución a 15° C. [26 atm]

Calcular la

87. Calcular el punto de congelación de un líquido acuoso que contiene el 3.4% de urea CO(NO 2)2, el 1.5% de NaCl y el 1.0% de una sustancia orgánica no disociable en solución acuosa de peso molecular 130. La disminución molar del punto de congelamiento del agua es de 1.86 °C·Kg/mol. [-2.3° C] 88. Una solución de 0.6308 gramos de un compuesto orgánico de peso molecular 135 en 26.35 gramos de alcohol, ebulle a 78.204° C. El alcohol etílico puro ebulle a 78.00° C. Calcular la constante ebullioscópica del alcohol. [1.15 °C·Kg/mol] 89. 2.4 gramos de una sustancia de peso molecular 60 g/mol, se disuelve en 100 gramos de agua; la solución congela a -0.744° C. Calcular la constante crioscópica del agua. [1.86 °C·Kg/mol] 90. 100 gramos de una solución de sacarosa vienen enfriados a -0.558° C. Sabiendo que la solución comienza a cristalizar a -0.36° C, calcular cuánto hielo se ha separado durante el enfriamiento. La constante crioscópica del agua es 1.86 °C·Kg/mol. [33.1 g] 91. Calcular a cuál temperatura una solución al 12.7% de azúcar C 12H22O11 es isotónica con una solución obtenida disolviendo 5.4 gramos de glicol CH2HH-CH2OH, en 230 ml de agua a 18° C. [27° C] 92. Calcular la presión osmótica a 35° C de una solución que contiene urea H 2N-CO-NH2, al 2.0% y cloruro de magnesio al 1.5% en peso. [20.7 atm] 93. Sabiendo que tratando una solución de AgNO3 con una solución de BaCl2 se forma un compuesto insoluble AgCl. Calcular la presión osmótica de la sustancia obtenida mezclando volúmenes iguales de una solución 0.03 molar de AgNO 3 y de una solución 0.025 molar de BaCl 2 a 18° C. [0.90 atm] 94. Sabiendo que una solución acuosa congela a 0.56° C, calcular la presión osmótica a 37° C, si el peso específico de la solución es 1.0 g/ml. Calcular además el porcentaje en peso y la molaridad de una solución de sacarosa isotónica con la solución. [7.6 atm; 10.3%; 0.3 CM] 95. Teniendo a disposición sólo tres soluciones de 1.0 litro cada una de un soluto que no se disocia de M 60, la primera al 0.5%, la segunda al 1.2% y la tercera al 1.5%. Calcúlese: (a) la cantidad máxima de solución al 1.0% que se pueda preparar, (b) la presión osmótica de la solución obtenida a 38° C, suponiendo que ésta tiene una densidad de 1.0 g/ml, (c) cuánto NaCl se debe añadir por litro de solución final para que la presión osmótica sea 7.4 atm. [2.6 1; 0.426 atm; 35 g/ml] 96. El agua de mar contiene: Cl - 18.980 ppm, Na+ 10.561 ppm, SO42- 2.652 ppm, Mg2+ 1272 ppm, Ca2+ 400 ppm, K+ 230 ppm, HCO3- 142 ppm, Br- 65 ppm. Calcularse: (a) la molalidad de cada ion, (b) la presión osmótica del agua de mar a 25° C, considerando que la molalidad sea igual a la molaridad, y (c) a cuál profundidad inicia a pasar agua pura en un tubo inmerso en el mar que está cerrado al extremo inferior con una oportuna membrana. [(b) 27.8 atm; (c) 278 m]

97. Se disuelven 2.29 g de un hidrocarburo no volátil, que contiene un 6.29% de hidrógeno, en 97.71 g de benceno. La presión de vapor de la solución a 20° C es 73.62 mm y la del benceno es 74.66 mm. Hallar la fórmula del hidrocarburo. [C10H8] 98. Se hace burbujear aire seco a temperatura constante a través de una serie de matraces conteniendo una solución al 7.48% de benzamida en alcohol etílico y luego a través de otra serie de matraces conteniendo alcohol puro. La pérdida en peso en la primera serie de matraces es de 1.384 g y en la segunda de 0.0423 g. Hallar el peso molecular de la benzamida. [C6H5CONH2 121.41 g] 99. Se prepara una solución de urea CO(NH 2)2, disolviendo 2.18 g de sustancia en 103.6 g de agua. Hallar: (a) su presión de vapor a 25° C y (b) su presión osmótica a esta temperatura a partir de la ecuación de Van't Hoff. [23.607mm; 8.41 aun] 100. Se mezclan alcohol etílico y alcohol metílico en partes iguales. Calcular: (a) la fracción molar del alcohol metílico en la mezcla líquida, (b) la presión de vapor total de la mezcla a 40° C, y (c) la fracción molar del alcohol metílico en el vapor en equilibrio con el líquido a esta temperatura. Las presiones de vapor de estos alcoholes a 40° C son, 135.3 mm para el etílico y 260.5 mm para el metílico. [0.590; 209.3 mm; 0.735] 101. A20° C y 1.0 atm de presión parcial de hidrógeno, se disuelve en 1.0 litro de agua 18 ml de hidrógeno medidos a c.n. Si agua a 20° C se expone a una mezcla gaseosa que tiene una presión total de 1400 mm (incluyendo la presión de vapor del agua) y que contiene el 68.6% en volumen de H 2. Calcúlese el volumen de este gas medido a c.n. que se disolverá en 1.0 litro de agua. [22.7 ml/l] 102. Si 29 mg de N2 se disuelven en 1.0 litro de agua a 0.0° C y 760 mm de presión de N 2, qué peso de N2 se disolverá en 1.0 litro de agua a 0.0° C y 5.0 atm de presión. [145 mg] 103. Un litro de gas CO2 a 15° C y 1.0 atm se disuelve en 1.0 litro de agua a la misma temperatura cuando la presión del CO2 es 1.0 atm. Calcular la concentración molal del CO 2 en una disolución sobre la que existe CO2 con una presión parcial de 150 mm a esta temperatura. [Cm 8.348] 104. Se tiene una solución de amoníaco en tetracloruro de carbono a 0.0° C con la fracción molar (NH3) = 0.06, la presión parcial del solvente y del soluto es 33.29 torr y 42.9 torr, respectivamente. Calcular las actividades y los coeficientes de actividad del solvente y del soluto. La presión de vapor del solvente puro es 33.85 torr y la constante de Henry para el NH 3 es 725 torr para esa solución. [(CCl4) 1.046; a(CC4) 0.9832; (NH3) 0.986; a(NH3) 0.0592] 105. La presión de vapor y la presión parcial de vapor de una mezcla de acetona (propanona) y cloroformo (triclorometano), medidas a 35° C, reporta los resultados:  (cloroformo) 0.8 1.0 P (cloroformo), [mm] P (acetona), [mm]

0.0 347

0.2 0.0 270

0.4

35

82 185

1142 102

0.6 219 37

293 0.0

Confirmar que la mezcla está de acuerdo con la ley de Raoult para el mayor componente, y con la ley de Henry para el menor componente. Determinar que la ley de Henry es constante.

106. La constante de la ley de Henry para el CO 2(g) en agua es 1.25 x 10 6 torr y 8.57 x 10 4 torr en benceno. En cuál disolvente el CO2 es más soluble. [El CO2 es 14.6 más soluble en benceno que en el agua] 107. Para un sistema acetona (1) - metanol (2), el punto de ebullición y de composición en equilibrio del liquido y la fase de vapor medidos a la presión de 760 mm de Hg, son: X1 0.280

Y1 0.420

T [ °C ]

P1o [ mm ]

P2o [ mm ]

58.3

819

579

Calcular el coeficiente de actividad de cada componente en la solución. [1 1.392, 2 1.0574] 108. Calcular la solubilidad del dióxido de carbono en agua a 25° C, cuando su presión parcial es 0.1 atm. Si la constante de la ley de Henry del CO2 a 25° C es 1.25 x 106 mm de Hg. [3.37 mmol/Kg] 109. El etanol y el metanol forman una solución aproximadamente ideal. La presión de vapor del etanol es 44.5 mm y la del etanol es 88.7 a 25° C. (a) Calcúlese las fracciones molares del metanol y del etanol en una solución que se obtiene por la mezcla de 60 g de etanol con 40 g de metanol. (b) Calcúlese las presiones parciales y la presión de vapor total de esta solución. (c) La fracción molar del etanol en el vapor. [e 0.5098, m 0.4800; Pe 22.68 mm, Pm 42.57 mm; (etanol en vapor) 0.3476] 110.

Experimentalmente se ha obtenido los resultados siguientes: Cm(azúcar), [mol/Kg] P(agua), [mmHg]

23.75

0.000 23.66

0.200 23.53

0.400 23.28

1.000 22.75

2.000

a 25° C. Calcular las actividades y sus coeficientes de actividad para cada concentración del soluto (azúcar). La cantidad total del agua es 1.0 Kg. Solución: Cm (azúcar) (H20) a(H20) (H20)

0.000 1.000 1.000 1.000

0.200 0.996 0.996 1.000

0.500 ..... 0.993 ….. 0.990 ….. 0.997 .....

111. La presión de vapor del C 2H5OH y H2O por encima de la solución de estos dos componentes a 20° C es la siguiente: % EN PESO C2H5OH 0 20 40 60 80 100

P (C2H5OH), [torr] 0.0 12.6 20.7 25.6 31.2 43.6

P (H2O), [mm] 17.5 15.9 14.7 14.1 11.0 0.0

Cuál es la actividad y el coeficiente de actividad de cada componente en una solución del 40% en peso de alcohol. Considerar sustancias puras como el estado estándar para cada componente. [a(alcohol) 0.475, a(H2O) 0.840, (alcohol) 2.30, (H2O) 1.06] 112. Hallar la cantidad de KHO3 que cristalizará por 100 g de agua, al enfriar a 20° C una solución saturada a 50° C. [53 g] 113. Determinar a qué temperatura la solución saturada de NH 4Cl contiene 33.3% de esta sal por peso. [52° C]

114. La fracción mol de nitrógeno y oxígeno en el aire a temperatura ambiente al nivel del mar son aproximadamente 0.782 y 0.209. Calcular las molalidades en un recipiente de agua que se deja abierto a la atmósfera a 25° C. Sabiendo que K(N 2) es 6.51 x 107 mm Hg y K(O2) es 3.30 x 107 mm Hg. [N2 5.0 x 10-4 mol/Kg; O2 2.6 x 10-4 mol/Kg] 115. A 90° C la presión de vapor del tolueno es 400 mm de Hg y la del o-oxileno es 150 mm de Hg. Calcular: (a) la composición de la mezcla líquida cuyo punto de ebullición está a 90° C con una presión de 0.5 atm, (b) la composición del vapor producido. [(tolueno) 0.92, (o-oxileno) 0.08, (tolueno) 0.968, (ooxileno) 0.032] 116. La siguiente tabla, lista la presión de vapor del cloruro de metilo sobre una mezcla con agua a 25° C: n (CH3Cl) P [mmHg]

0.029 205.2

0.051 363.2

0.106 756.1

0.131 945.9

Determinar la constante de la ley de Henry para el cloruro de metilo. [3.93 x 105 mm Hg] 117. Una planta carbonadora de agua está disponible para uso en el hogar. Opera suministrando dióxido de carbono a 10 atmósferas a 25° C. Calcular la composición de la soda que produce. La constante de la ley de Henry a 25° C del CO2 en agua es 1.25 x 106 mm de Hg. [33.77 mmol/Kg] 118. A 80° C, las tensiones de vapor del benceno y del tolueno son 753 y 290 mm de Hg, respectivamente. Calcular la composición molar del vapor de una solución formada por los dos componentes, cuando: (a) las fracciones molares son iguales, y (b) los pesos son iguales. [TOLUENO 0.722, BENCENO 0.278; TOLUENO 0.758, BENCENO 0.242] 119. Determinar los valores de la constante ebullioscópica k b y de la constante crioscópica K f para el agua. Si Hvap y Hf son 9717.1 cal/mol y 1436.3 cal/mol, respectivamente. 120. Cuál sería la depresión de vapor de 200 g de agua, cuando en ella se disuelven 5.0 g de sacarosa C12H22O11 a25° C. Si el peso molecular de la sacarosa es 345 g/mol. [3.10 x 10 -2 torr] 121. Se disuelven 45 g de glucosa en 500 g de agua, la solución presenta un descenso crioscópico de 0.93° C. (a) Cuál es la masa molecular de la glucosa. (b) Si su fórmula mínima es CH 2O, cual es su fórmula molecular. [180 g] 122. Calcular el peso molecular de una sustancia, sabiendo que la presión de vapor a 28° C de una disolución de 68 g de dicho cuerpo en 100 g de agua es 28.25 mm. Si la tensión de vapor del agua a 28° C es 28.35 mm. [349.2 g] 123. Supóngase que se prepara una solución empleando 180 g de H 2O como solvente, cuya presión de vapor a 25° C es 23.5 torr y 10 g de un soluto no volátil. Cuál sería la presión de vapor de la solución, si el peso molecular del soluto es: 100 g/mol y 1000 g/mol. Hágase algún comentario a las respuestas. [P(100) 23.26 torr, P(1000) 23.47; P varía inversamente proporcional a M] 124. Al agregar 3.0 g de una sustancia a 100 g de CCl 4, aumenta la temperatura de ebullición de ésta en 0.60° C; kb es 5.03. Calcular: (a) (b) (c) (d)

La disminución de la temperatura de congelación, kf es 31.8 La depresión de la presión de vapor La presión osmótica El peso molecular de la sustancia, aplicando la ecuación de Van't Hoff.

La densidad del CCl4 es 1.59 g/ml. [Tf 3.794 K; P 0.0180P1o ;  4.5574 atm; M2 255.76 g]

125. 20 g de un soluto se añaden a 100 g de agua a 25° C. La presión de vapor del agua pura es 23.76 mm de Hg y la presión de vapor de la solución es 22.41 mm de Hg. (a) Calcular el peso molecular del soluto. (b) Qué cantidad de este soluto se deberá adicionar a los 100 g de agua para reducir la presión de vapor a la mitad del valor para el agua pura. [M2 59.92 g; m2 332.85 g] 126. Se midió la presión osmótica de las soluciones de poliestireno en tolueno con la intención de determinar la masa molar relativa (MMR) media del polímero. La presión se expresa en términos de la altura del solvente h; siendo su densidad 1.004 g/cm 3. Se obtuvieron los siguientes resultados a 25° C: c [g/cm3] h [cm, tolueno]

2.042 0.592

6.613 1.910

9.521 2.750

12.602 3.600

Determinar la MMR media del polímero. [M2 87395.8 g] 127.

Qué volumen de KMnO4 0.5 molar oxidará a 75 ml de FeSO4 0.5 normal en solución ácida.

128. 10 gramos de urea CO(NH2)2 es disuelto en 200 gramos de agua. Cuáles son los puntos de ebullición y de fusión de la solución resultante. [Tb 100.43° C; Tf -1.55° C] 129. Determinar el peso molar de 3.85 g de una proteína disuelta en 250 ml de solvente cuya presión osmótica es 10.4 mm de Hg a 30° C. [27997,2 gramos de proteína] 130. A la temperatura de 30° C, una cantidad de 100 gramos de mezcla líquida de fenol C 6H5OH y agua, contiene el 40% el peso de fenol. Debido a la solubilidad parcial del fenol en el agua, la mezcla se desdobla en dos capas, una fenólica con el 70% por peso del fenol y la otra acuosa con el 8.0% por peso de fenol. Calcular la cantidad de cada una de las dos capas. [Cantidad de fenol: 48.4 g capa fenólica y 51.6 g capa acuosa] 131. Calcular kf y kb para el tetracloruro de carbono sobre la base de AH f,m = 2.5 KJ/mol, Tf = 250.3° K, Heva,m = 30 KJ/mol, Tb = 350° K y la masa molar relativa, MMR = 153.8 g/mol. [k f 32; kb 5.22] 132. Cuando se disuelve una sustancia S en agua a 27° C, la presión osmótica de la solución es 120 x 10-3 Pa. Calcular la temperatura de la fusión de la solución. [273.06° K] 133. Una cantidad de 10 g de soluto en 100 g de benceno bajó su punto de congelación desde 5.50° C a -0.74° C. Cuál es la masa molar del soluto. [81.96 g/mol] 134. Una solución acuosa contiene por peso 6.0% de urea y 9.0% de glucosa, siendo el resto agua. Calcular el punto de congelación de la solución. [-3.27° C] 135. Calcular el tanto por ciento de SO3 libre contenido en H2SO4 fumante, sabiendo que 3.5 g de ácido viene diluido con H2O a 100 ml, y 25 ml de la solución obtenida requieren para ser neutralizados 18.3 ml de NaOH 1.020 CN. [SO3 20.6%; H2SO4 79.4%] 136. Una solución acuosa con peso específico de 1.020, que contiene 4.5% en peso de un sólido no electrolítico desconocido, se congela a -0.180° C. Calcular el peso molecular del soluto. [487 g/mol] 137. A 30° C, la presión de vapor del benceno es 118 torr y la presión de vapor del tolueno es 36 torr. Cuál es la presión de vapor de una solución entre el benceno y tolueno cuya fracción mol de benceno es 0.40 a 30° C. 138. Haga una gráfica simple de la presión de vapor contra la composición, para una solución entre dos líquidos, como acetona y cloroformo, que muestre una desviación negativa de la ley de Raoult. 139. Supóngase que la ley de Raoult se aplica a las soluciones entre metanol y etanol, y con esta base calcúlese la composición de la solución en fracción mol, la presión de vapor y la composición del vapor sobre una solución a 50° y que contiene 100 g de metanol y 100 g de etanol. A 50° la presión de vapor de estos dos alcoholes es 406 torr y 222 torr, respectivamente.

140. Un polímero de fórmula general (C 2H4)n abate el punto de congelación del benceno 0.36° cuando se disuelve 1.0 g de dicho polímero en 5.0 g de benceno. Cuál es el valor de n en la fórmula. 141. Las células rojas de la sangre se hinchan rápidamente en agua para como resultado de la ósmosis, aunque estas células ni se hincharán ni se contraerán cuando se coloquen en una solución de NaCl al 70% (pp). Si se supone una disociación completa de la sal, calcúlese la presión osmótica en una célula cuando se introduce en agua pura. Supóngase 27° C de temperatura. 142. El alcanfor se congela a 178.4° y tiene una constante del punto de congelación molal de 37.7°. Cuál es el punto de congelación del alcanfor si 10 gramos de él como disolvente, contienen 1.0 de naftaleno.

RESOLVER MÚLTIPLOS DE 8