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• Giuliano Steven Visintin Salamanca

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1 Unidad III- Soluciones

UNIDAD III . SOLUBILIDAD 1.- Se tienen los siguientes datos de solubilidad en agua, en función de la temperatura para una sal “X”. S (g de sal X / 100 g H2O) T (°C) 85 100 60 50 40 25 20 10 5 0 a) Si se disuelven 8 g de la sal “X” en 25 mL de agua a una temperatura de 25 °C, determine si la solución obtenida está saturada, insaturada o sobresaturada. Haga los cálculos respectivos y explique. Asuma que la densidad del agua a esta temperatura es 1 g/mL. R= 10 g b) Si la solución fuera insaturada, determine los gramos de la sal “X” que deberían agregarse para formar una solución saturada. R= 2 g c) Se quiere preparar una solución saturada de la sal “X” a 100 °C y se dispone de 80 mL de agua (asumir d agua = 1 g/mL). Calcule la masa de sal que debe pesarse para formar dicha disolución. R= 68 g d) La solución preparada en (c) se enfría hasta 25 °C. Determine la masa de sal que puede recuperarse en el proceso de enfriamiento. Calcule el porcentaje de recuperación de la sal. R= 36 g ; R= 52,94 % PROBLEMAS DE UNIDADES DE CONCENTRACIÓN Y PREPARACIÓN DE SOLUCIONES. 2.- A 223 mL de una solución acuosa que contiene un 9,20% m/m de C 2H6O2 (EtilenGlicol) y cuya densidad es de 1,12 g / mL se añaden 21,4 g de Glicerina C3H8O3. Calcular la fracción molar de la Glicerina. R= 0,0181 3.- ¿Cuál es la Molaridad y la molalidad de una solución acuosa de Úrea (CO(NH2)2, si su Fracción Molar es 0,12 y la densidad de la solución es de 1,10 g / mL? m= 7,58 ; M= 5,73 4.- a. Conversión de molalidad a fraccion molar: Una solución acuosa es 0,12 m en Glucosa (C6H12O6) ¿Cuáles son las fracciones molares de cada componente de la solución ? Xglucosa = 2,16 x 10-3 Xagua = 0,9978 b. Conversión de “X” a “m” : Una solución es 0,150 en fracción molar de Glucosa (C6H12O6) y 0,850 de agua. Calcule “m”? R= 9,8 molal

2 Unidad III- Soluciones c. Conversión de “m” en “M” : Una solución acuosa de KCl con densidad de 1,011 g / mL tiene una concentración de 0,273 m ¿Cuál es M de la solución de KCl? R= 0,27 M d. Conversión de “M” en “m” : Una solución acuosa de Pb(NO 3)2 de densidad 1,252 g/ mL tiene una concentración de 0,907 M ¿Cuál es la “m” de esta solución? R= 0,953 molal 5.- Se dispone de dos soluciones acuosas de ácido sulfúrico. Una de ellas tiene una densidad de 1,2 g/ mL y un %m/m de 98%; la otra tiene una concentración 1 M ¿Qué volúmenes de ambas soluciones deben mezclarse para obtener 1 L de ácido sulfúrico 2,15 M? Va = 0,105 L ; Vb = 0,895 L PROBLEMAS DE PREPARACIÓN DE ESTEQUIOMETRÍA DE SOLUCIONES.

SOLUCIONES

–

DILUCIÓN

Y

PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y DILUCIÓN: 6.- Calcúlese la masa de carbonato de sodio decahidratado y la masa de agua que se necesita para preparar 1 L de disolución 13,90% m/m de Na 2CO3 y densidad 1,145 g / mL. R= 429,42 g carbonato de sodio decahidratado ; 715 g H2O 7.- Se dispone de dos soluciones acuosas de azúcar. Una con una concentración 3,45 M y la otra con una concentración 1,28 M . ¿Qué volúmenes de cada una deben mezclarse entre sí para obtener 540 mL de otra solución acuosa de azúcar, cuya concentración sea 1,93 M? V1 = 162 mL ; V2 = 378 mL 8.- Si se dispone de 1 L de cada una de las dos soluciones anteriores ¿Cuál será el máximo volumen que se puede preparar de otra solución 1,50 M, al mezclar cantidades desconocidas de cada una de las soluciones? Vmax = 1,113 L 9.- Se diluye a un volumen 5 veces mayor un ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,805 g / mL que contiene 88, 43% m / m de H 2SO4 . Calcular el volumen del ácido diluido que se necesita para preparar 5 litros de un ácido 0,5 M. V1 = 770 mL 10.- a. Se dispone de dos soluciones acuosas de H 3PO4. Solución A: densidad 1,30 g / mL; 90% m /m Solución B: 3 M. a. Si se mezclan 20 mL de la solución A y 10 mL de la solución B, Cuál será la molaridad de la solución resultante? Suponga volúmenes aditivos. R=9M b. Si se toman 5,0 mL de la solución A y se diluyen con agua destilada hasta un volumen final de 50 mL¿Cuál será la M de la solución diluida? R = 12 M

3 Unidad III- Soluciones ESTEQUIOMETRÍA DE SOLUCIONES 11.- Cuando se hacen reaccionar 4 g de una muestra impura de carbonato de Bario con 100 mL de una solución de ácido fosfórico al 10% m/m y densidad 1,053 g/ mL, se obtienen 3 g de Fosfato de Bario: BaCO3 (s) + H3PO4 (ac)

Ba3(PO4)2 (s) + CO2 (g) + H2O (l)

-

Calcular la pureza de la muestra de Carbonato de Bario.

R= 74%

-

La molaridad inicial del ácido.

-

La concentración molar del ácido después de finalizar la reacción suponiendo que el volumen no varió. R= 0,97 M

R= 1,07 M

TIPOS DE REACCIONES - MEZCLAS DE SOLUCIONES-VALORACIÓN ACIDOBASE 12.- Calcular el peso de Al(NO3)3 que se necesita para preparar 500 mL de una solución 0,75 M en NO3- . R= 26,63 g 13. Una muestra sólida de Zn(OH)2 se le agrega a 0,41 L de una solución 0,5 M de HBr . La solución queda todavía ácida y a continuación se titula con una solución 0,55 M de NaOH y el punto de equivalencia se alcanza después de agregarse 165 mL de la solución . ¿Qué masa de Zn(OH) 2 se agregó a la solución de HBr? R= 5,7 g 14.- Se dispone de dos soluciones de ácido fosfórico (H 3PO4) : Solución A: X H3PO4 = 0,22 d = 1,30 g / mL Solución B: 24,6% m/m d = 1,183 g / mL a. Si se mezclan 25 mL de la solución A y 10 mL de la solución B ¿Cuál será la molaridad de la solución resultante? R= 6,59 M b. 10 mL de la solución resultante en (a) se diluye con agua hasta un volumen final de 250 mL y se obtiene una solución (C). Si 10 mL de esta solución diluida C) se utilizan para neutralizar completamente 4,70 g de un muestra impura de Ba(OH)2 , según la reacción siguiente: Ba(OH)2 (s) + H3PO4 (ac) -

Ba3(PO4)2 (s) + H2O (l)

Calcular la Molaridad de la Solución “C” Calcular el % de Ba(OH)2 presente en la muestra impura.

R= 0,26 M R= 14,42 %

4 Unidad III- Soluciones 15.- El vinagre es una disolución acuosa diluida de ácido acético (CH 3COOH) y el contenido legal mínimo del ácido acético en el vinagre es 4 ,00% m/m. Se valoró una muestra de 5,00 mL de un vinagre con 38,08 mL de una solución acuosa de NaOH con una concentración de 0,100 M. ¿Se sobrepasa en esta muestra el límite mínimo? R= 4,51 % (si se sobrepasa) (PM ácido acético = 60,05 g/mol dvinagre = 1,01 g/mL) 16.- Se necesitan 45,6 mL de una disolución acuosa de HCl para valorar una muestra de 0,235 g de un sólido que contiene 92,5 % m/m de KOH y 7,5 % m/m de Ba(OH)2. ¿Cuál es la molaridad (M) de la solución de HCl? (Datos: PM (g/mol): KOH = 56 Ba(OH)2 = 171) R= 0,089 M TIPOS DE REACCIONES 17.- ¿Se formará un precipitado cuando de mezclan disoluciones acuosas de Ca(NO3)2 y NaCl? Escriba: ecuación molecular , ecuación iónica completa y ecuación iónica neta. 18.¿Se formará un precipitado cuando se mezclan disoluciones acuosas de CaCl2 y K3PO4 ? Escriba: ecuación molecular , ecuación iónica completa y ecuación iónica neta. OXIDO REDUCCIÓN 19.- Balancee las siguientes reacciones: a) Cl2+Cr+3 b) P4+Cl-

Cl- + CrO4-2 (Medio básico) PH3+Cl2 (Medio ácido)

20.- Una muestra de mineral de hierro que pesa 0,9132 g se disuelve en HCl (ac) y todo el hierro presente en ella, se transforma en Fe +2 (ac). Esta disolución se valora con 28,72 mL de K2Cr2O7 (ac) 0,05051 M. A partir de estos datos: ECUACIÓN QUÍMICA: Fe +2

(ac)

+ Cr2O7 -2 (ac)

Fe +3 (ac) + Cr +3 (ac)

a) Balancee la ecuación en medio ácido por el método de las semi-reacciones b) Indique cuál es la media reacción de oxidación y cuál la de reducción. Explique c) Indique cuál es el agente oxidante y cuál es el agente reductor, explicando su respuesta. d) Explique cuál es el elemento qué se oxida y cuál el que se reduce

5 Unidad III- Soluciones e) Calcule el % m/m de hierro presente en el mineral R= 53,23 % f) Determine la concentración molar (M) de los iones Cr +3 producidos en la reacción, suponiendo que el volumen final se mantenga en 28,72 mL. R= 0,101 M