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TALLER – SOLUCIONES QUÍMICA GENERAL – CORTE III Elaborado por: M.Sc. Jorge Quintero-Saumeth

1. ¿Cuántos gramos de NH4Cl se requieren para preparar 100 mL de una solución que contenga 70 mg de NH4Cl por mL?

70 𝑚𝑔 ∗ 1 𝑔 1000 𝑚𝑔 1 𝑚𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑖𝑒𝑛𝑒 ⇒ 100 𝑚𝑙 ⇒

⇒ 0,07 𝑔 0,07 𝑔 𝑁𝐻₄𝐶𝑙 𝑥

100 𝑚𝑙 ∗ 0,07 𝑔 𝑁𝐻₄𝐶𝑙 ⇒ 7 𝑔 𝑁𝐻₄𝐶𝑙 1 𝑚𝑙

Para preparar 100 ml de solución de NH₄CL se necesitan 7 g de NH₄CL 2. ¿Qué masa de Na2SO4 cristalino se necesita para obtener 1,5 L de una solución que contenga 0.375 moles de sal por litro de solución? 𝐷𝑎𝑡𝑜𝑠 𝑀𝑜𝑙 = 0.375 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑉𝑜𝑙 = 1.5 𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑚𝑎𝑠𝑎 = ? 𝐿𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑑𝑎𝑑𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑛𝑒𝑟𝑎 𝑞𝑢𝑒: 𝑛/𝐿 = 𝑀 𝑥/1.5 = 0.375 𝑥 = 0.5625 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 𝑃𝑎𝑟𝑎 ℎ𝑎𝑙𝑙𝑎𝑟 𝑙𝑜𝑠 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑠𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙 142.046𝑔𝑁𝑎2𝑆𝑂4 0.5625𝑁𝑎2𝑆𝑂4 ∗ ( ) 1𝑚𝑜𝑙𝑁𝑎2𝑆𝑂4 = 79.9 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝑆𝑂4

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3. Entre los usos del latón (30% de zinc y 70% de cobre, en peso), está la fabricación de proyectiles de automóvil. ¿Cuántas moles de cada componente hay en una muestra de 18 gramos? 𝐸𝑛 18 𝑔 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑡ó𝑛 ℎ𝑎𝑦 18 ∗ 0,30 = 5,4 𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑛𝑐 18 ∗ 0,70 = 12,6 𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑏𝑟𝑒 5,4 𝑔 𝑔

65,4 𝑚𝑜𝑙 12,6 𝑔 63,5

𝑔 𝑚𝑜𝑙

= 0,083 𝑚𝑜𝑙 𝑐𝑖𝑛𝑐

= 0,198 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑢

4. Se pueden fabricar brocas para concreto con un acero que contenga 0.50% p/p de carbono; 1.35% (p/p) de cromo; 0.28% (p/p) de níquel y 0.225 (p/p) de vanadio. Se recibió una muestra de 1 kg de acero, de un proveedor potencial, y el departamento de control de calidad lo analizó. Indique la cantidad de moles de cada uno de los componentes de esa muestra. 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜: 𝑛 = 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜(1𝑘𝑔 = 1000𝑔)

𝑛 = (1000)

𝑚 𝑀

0.005 = 0,416 12,0107

𝐶𝑟𝑜𝑚𝑜: 𝑛 = 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜(1𝑘𝑔 = 1000𝑔)

𝑛 = (1000)

𝑚 𝑀

0.0135 = 0,259 51,9961

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𝑁𝑖𝑞𝑢𝑒𝑙: 𝑛 = 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜(1𝑘𝑔 = 1000𝑔)

𝑛 = (1000)

𝑚 𝑀

0.0028 = 0,477 58,6934

𝑉𝑎𝑛𝑎𝑑𝑖𝑜: 𝑛 = 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜(1𝑘𝑔 = 1000𝑔)

𝑛 = (1000)

𝑚 𝑀

0.00225 = 0,044 50,9415

5. ¿Qué masa, en gramos, de una solución concentrada que contiene 37,9% (p/p) se necesitará para tener 5.0 gramos de HCl? 100𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 ⇒ 37.9 𝑔 𝐻𝐶𝑙 𝑝𝑢𝑟𝑜 𝑥 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑥=

⇒ 5 𝑔 𝐻𝐶𝑙 𝑝𝑢𝑟𝑜

100 ∗ 5 = 13,19 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 37.9

6. En un experimento se requiere preparar 100 mL de una solución de NaOH al 97% (p/p). ¿Cuántos gramos de NaOH y H2O se necesitan mezclar para obtener la solución?

7. ¿Cuántos gramos de CrCl3∙6H2O se necesitan para preparar 1 L de solución que contenga 20 mg de ion Cr+3 por cada litro de solución?

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8. Calcule el volumen de solución que contiene HNO3, al 19% (p/p) y cuya densidad de la solución es 1.1 g/cm3, necesario para preparar una solución de 50 mL que contenga 0.36 moles de HNO3 puro. 9. ¿Cuál es la composición porcentual (% p/p) de Na2SO4 disuelto en solución cuya densidad es 1.03 g/mL y contiene 0.001 gramos por mL de solución? 10. ¿Qué masa de Au(NO3)3 se requiere para preparar 150 mL de una solución al 1M? 11. Cuál es la molaridad de una solución que contiene 15.3 gramos de Na2SO4 por litro de solución? 12. Que masa de AgNO3 se requiere para preparar una 250 mL de solución al 0.01N? 13. ¿Cuál es la normalidad de una solución al 0.5M de NaOH? 14. ¿Cuál es la molalidad de una solución acuosa que contiene NaCl al 15% (p/p)? 15. ¿Cuántos mL de una solución concentrada de HCl, 37% (p/p) y densidad 1.19 g/mL, se requiere para preparar 50 mL de una nueva solución 0.1M de HCl? 16. ¿Cuál es la concentración molar de moléculas de agua en 1 litro de agua? 17. ¿Cuál es la concentración molar y normal de HCl presente en una solución concentrada del mismo acido? Tenga en cuenta que la composición porcentual (p/p) del HCl es 37% y la densidad de la solución es 1.19 g/mL. 18. Un químico debe preparar 25 mL de una solución diluida de HCl al 0.5 N. ¿Qué volumen debe tomar de una solución concentrada cuya composición porcentual (p/p) del HCl es 37% y densidad 1.19 g/mL? 19. Cuál es el la concentración molar final de una solución que contenía inicialmente 15 gramos de NaCl por litro de solvente (siendo agua el solvente) y luego de ser calentada perdió aproximadamente 20% (en volumen) de agua? Tenga en cuenta que la densidad del agua pura es 1 g/mL.

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20. ¿Cuál es la concentración molar final de Na2SO4 de una solución que inicialmente tenía la misma sal con una composición porcentual (p/p) de 2.35% y luego le fue agregada 0.5 gramos de la misma sal? Tenga en cuenta que el volumen de la solución final no cambia. 21. 25 mL de una solución 0.1N de NaOH se agregaron a 50 mL de otra solución de NaOH al 0.16M. ¿Cuál es la concentración final de NaOH en la nueva solución? 22. Para la determinación del contenido de plata (Ag) en una muestra liquida, un químico debe preparar cinco diferentes soluciones con concentraciones 0.01 M, 0.02 M, 0.03 M, 0.04 M y 0.05 M de Ag con un volumen de 25 mL. Partiendo de 500 mL de una solución principal con concentración 1 M de Ag, realice los cálculos necesarios para determinar el volumen necesario de solución principal para, finalmente, obtener cada una de las soluciones patrones. 23. ¿Cuál es la molaridad del acido sulfúrico (H2SO4) comercial del 96% (p/p) de pureza y cuya densidad es 1.86 g/mL? 24. ¿Qué cantidad de glucosa (C6H12O6) se deben agregar a medio litro de agua para preparar una solución 1.2 molal (m)? 25. ¿Cuánto miligramos (mg) de NaCl se requieren para preparar 250 mL de una solución acuosa al 10 ppm? Suponga que el volumen de NaCl es despreciable con el volumen del solvente. También suponga que la densidad del agua es 1 g/mL. 26. Se extraen 40 mL de una solución concentrada de HCl (36% (p/p) y densidad = 1.18 g/mL) y se agrega a un balón aforado de 250 mL. ¿Cuál es la concentración final de HCl? 27. ¿Cuál es la molaridad y la fracción molar del HCl en una solución comercial? Tenga en cuenta que la pureza del HCl en dicha solución comercial es 9 molal y densidad = 1.15 g/mL. 28. Cuantos mililitros de las soluciones A y B cuyas concentraciones son 0.2 M y 0.6 M de NaCl respectivamente para obtener 100 mL de una solución (C) cuya concentración es 0.35 M? 29. Se toman aproximadamente 2.187 gramos de Na2SO4 y se disuelven en 125 mL de agua destilada. Suponiendo que toda la sal se disuelve en el solvente, ¿Cuál es la concentración

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molar, la molalidad, el porcentaje (p/p), la concentración en ppm y la normalidad de dicha sal en la solución final? 30. Un químico agrega 2.5 gramos una pastilla de Alka-Seltzer en 100 mL de agua. Inmediatamente la pastilla reacciona con el agua liberando CO2 que es colectado en un Erlenmeyer (completamente hermético) que contiene 25 mL de agua destilada. Suponiendo que aproximadamente un 10% (p/p) de la pastilla de Alka-Seltzer produce dicho gas y solo un 45% (p/p) del CO2 producido logra disolverse completamente en el Erlenmeyer, calcule la molalidad, la molaridad y la concentración en ppm del CO2.

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