guia 4 soluciones (2014)

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Bienvenido a la serie de guías resueltas de Exapuni! Esta serie de guías resueltas fue hecha por

estudiantes de la comunidad Exapuni para facilitar el estudio y con la mejor intención de ayudar.

Esperamos que te sean útiles. Podés buscar todo el material, responder tus dudas y mucho más

durante toda tu carrera en www.exapuni.com, sumate!

Vamos con algunas definiciones y conceptos que necesitamos para comenzar a trabajar son

soluciones:

Solución: Mezcla homogénea de dos o más sustancias sin importar el estado de agregación de las

mismas.

Soluto: Sustancia que, en la solución, se encuentra en menor proporción.

Solvente: Sustancia que, en la solución, se encuentra en mayor proporción. En los casos que vemos

a ver y en la mayoría de los casos prácticos el solvente es agua.

El agua es un solvente muy común aunque recordemos que, como es polar, disuelve

sustancias polares. También existen solventes no polares, como el tetracloruro de carbono, que

disuelve sustancias no polares. Para esta unidad, es importante recordar que lo polar disuelve a lo

polar y lo no polar disuelve a lo no polar.

Solubilidad: Medida en la que un soluto puede disolverse en un solvente en determinadas

condiciones (como la temperatura, presencia de otros solutos y polaridad del solvente y del

soluto).

Dilución: Decimos que una solución

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Guía IV Química CBC

2014

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es diluida cuando la cantidad de solvente es muy grande respecto a algún valor considerado

normal o aceptable. Diluir es agregar solvente a una solución. Esto parece muy obvio, pero es

importante no confundirse con el término disolver. Disolver es agregar soluto en una solución y

mezclar para que forme una solución homogénea.

Concentración: Relación entre la cantidad de soluto y solvente en una solución. Una solución se

llama concentrada, cuando la cantidad de soluto es grande en relación a la cantidad de solvente y

una solución es diluida cuando la cantidad de soluto es pequeña en relación a la cantidad de

solvente.

Recordar, entonces, que diluir es agregar solvente y disolver es agregar soluto, en ambos casos

suponiendo que, al menos teóricamente, las soluciones se mantienen homogéneas.

Aunque en la unidad veamos varios cálculos y distintos tipos de problemas, lo importante

que hay que llevarse de la unidad para la vida son las distintas formas en que se expresan las

concentraciones de las soluciones.

Las más comunes son:

Forma de expresar la concentración Cálculo Descripción

Porcentaje masa/masa

Gramos de soluto por cada gramos de solución

Porcentaje masa/volumen

Gramos de soluto por cada centímetros cúbicos de solución

Porcentaje volumen/volumen

Centímetros cúbicos de soluto en centímetros cúbicos de solución

Molaridad

Moles soluto por centímetros cúbicos de solución (un litro de solución)

Molalidad

Moles de soluto por gramos de solvente*

En principio, las concentraciones se pueden expresar en cualquiera de estas formas. Pero

seguramente, te vas a preguntar para qué existen tantas formas de expresar concentraciones. La

respuesta es que, para algunos casos, puede ser más conveniente expresar en alguna forma que

en otra. Y, en otros casos, se mantiene el uso de una de estas formas para poder comparar más

fácilmente cantidades en un ámbito determinado.

*Atención a la hora de hacer los cálculos, calcular con solvente y no con solución.


Detalles de nomenclatura:

{

Equivalencias de unidades:

Buena noticia: Tu punto fuerte

Como te vas a dar cuenta, esta guía es bastante fácil y se resuelve casi todo utilizando

regla de tres simple. La buena noticia es que, si manejás bien este tema, tenés un punto asegurado

en el parcial porque casi siempre entra. Es muy recomendable prestar mucha atención para no

cometer errores y no desperdiciar esta oportunidad.

En general, los ejercicios que vamos a ver se resuelven con regla de tres simple.

Para hacer el ejercicio, vamos usar la fórmula básica de una solución (una mezcla

homogénea de un solvente y al menos un soluto):

⏟

⏟

⏟

Lo único que quiere decir esta formulita es que la masa de una solución resulta de la suma

de una cantidad soluto y una de solvente. Recordemos que en general, se va a cumplir que

(que en la solución, tenemos más de solvente que de soluto). Si esto no se cumple, tal

vez hayas cometido algún error. Al menos para lo que queremos aprender ahora, decimos que el

solvente es el componente que es encuentra en mayor proporción. Para recordar esto mejor,

pensemos que disolvemos el soluto en el solvente (no el

solvente en el soluto).

a)

Para los datos del ejercicio,

⏟

⏟

⏟

b)

Ejercicio 4.1: Se prepara una solución de bromuro…


El porcentaje masa/masa es el porcentaje de soluto en la solución, tomando a la solución y el

solvente en unidades de masa.

Como va a ser casi toda la guía de soluciones, se trata de aplicar la regla de tres simple.

En este caso, sabemos que en la solución que tenemos ( ), tenemos de soluto.

⏟

Finalmente, la concentración es .

*Detalle: Utilizamos el signo para indicar que nos referimos a que la igualdad no es perfecta. Como en realidad

siempre vamos a trabajar con modelos y aproximaciones, normalmente se utiliza el signo asumiendo que se hicieron

aproximaciones.

Antes de comenzar, vemos que el único dato que tenemos es la concentración de la

solución en porcentaje masa-masa.

a)

El dato que nos dan indica que hay de soluto por cada de solución. Por lo tanto,

podemos conocer cuánto hay en de solución.

Finalmente, la cantidad de glucosa es .

b)

En este caso, tendremos que utilizar la relación .

Para hacer este punto, necesitamos saber cuál es la cantidad de solvente que tienen

de solución. De la relación que vimos, sabemos que la masa de solvente (agua) es

.

Finalmente, la masa de glucosa es .

Ejercicio 4.2: La glucosa…


Este punto es similar al anterior, también vamos a utilizar el concepto de porcentaje masa/masa.

La masa de solvente, resulta de la resta entre la masa de solución y la masa de soluto (

). Por lo tanto, en los de solución, tenemos ⏟

⏟

⏟

Finalmente, tenemos .

Este ejercicio es muy simple, lo único que necesitás conocer es el concepto de porcentaje

masa/volumen. Esta es la cantidad de masa de soluto que se encuentra en de solución.

Pero nosotros, en este caso, ya sabemos que en de solución hay del soluto (acá ni

siquiera nos interesa cuál es el soluto). Por lo tanto, para saber qué cantidad habrá en de

solución solo vamos a necesitar hacer una regla de tres simple.

Finalmente, la concentración es .

Atención! Especialmente si sos un futuro médico. Para no confundirnos, hay que tener en

cuenta que acá a nosotros no nos interesa en cuánto tiempo se va a suministrar la sustancia (o la

droga). Podrían suministrarla en una dosis o a lo largo de días. Acá lo que nos interesa es la

cantidad total que se va a suministrar, lo que en la jerga se conoce como dosis total acumulada

que el enunciado nos dice que es .

Por la concentración que nos dan de dato, sabemos que en la solución que vamos a

suministrar al paciente hay de glucosa por cada . Por lo tanto, para saber qué es lo que

vamos a necesitar, vamos a aplicar una regla de tres simple:

Ejercicio 4.3: Se dispone de una solución de …

Ejercicio 4.4: Se prepara una solución disolviendo …

Ejercicio 4.5: Un paciente necesita que le sean suministrados…


Observemos que en este ejercicio, tampoco es importante saber de qué soluto ni de que solvente

se trata pero es mucho más interesante ver el tema en un contexto de una aplicación.

Antes de comenzar el ejercicio, la molaridad es una forma de expresar las

concentraciones, que indica la cantidad de moles del soluto por litro de solución. Por lo tanto,

volvemos a unidades anteriores, en los ejercicios de molaridad vamos a necesitar estar ágiles en el

pasaje de unidades de gramos a moles y de moles a gramos. Esto se hacía dividiendo o

multiplicando por la masa molar o utilizando la regla de tres simple, como te resulte más cómodo.

Otro comentario, seguramente ya te lo dijeron en clase o ya lo sabías de antes. El cloruro

de sodio ( ) es la sal de mesa (la que le ponemos a la comida).

Como la concentración es (se lee dos molar y se escribe la m con mayúscula), por la

definición de molaridad, sabemos que tenemos dos moles de la sustancia por cada litro

( )de solución. Por lo tanto, para conocer la cantidad que tenemos en los

de solución, solo vamos a necesitar hacer una regla de tres simple.

En realidad, no terminamos acá, pará un segundo y mirá bien el enunciado porque lo que

necesitamos es la masa del soluto expresada en gramos. Nos piden calcular la masa de soluto para

preparar una solución. Pongámonos en el lugar de una persona en el laboratorio, ¿qué tenemos?

Tenemos frascos contenedores con las sustancias como si fuesen polvitos y si buscamos bien, por

algún lado vamos a tener balanzas. ¿Nos sirven de algo los moles?

La respuesta es que para pesar, lo que podemos medir es la masa en gramos (o

miligramos). Por lo tanto, vamos a pasar las unidades.

Vamos a la tabla periódica y calculamos la masa molar del cloruro de sodio ( ). La

masa molar nos queda ⏟

⏟

.

Por lo tanto, vamos a necesitar de cloruro de sodio.

Ejercicio 4.6: Calcular la masa de …


Este ejercicio se podría pensar de al menos dos maneras, lo importante es llegar al

resultado correcto (con un procedimiento correcto).

Vamos a comenzar por obtener la masa molar del compuesto:

Ahora, queremos saber a cuántos moles equivalen esos que menciona el enunciado.

Por la definición de molaridad, sabemos que si la concentración es , tenemos

por cada litro de solución. Por lo tanto,

Finalmente, podemos afirmar que se necesitarán de solución.

Antes de comenzar, la molalidad es la unidad de medida que representa la cantidad de

moles de soluto por kilogramo de solvente. Atención, trabajamos con solvente en lugar de soluto.

Comencemos por paras la masa del soluto a moles. En este caso, la masa molar del cloruro

de sodio ya la teníamos del ejercicio , era

.

Por lo que dice el enunciado, sabemos que esa cantidad de moles se encuentra en

de solvente, que en este caso es agua (la densidad el

). Entonces sabemos que esa cantidad de

moles se encuentran en de solvente. Solo necesitamos ver cuánto soluto tendremos en todo

un kilogramo de solvente:

Ejercicio 4.7: Calcular el volumen de solución de …

Ejercicio 4.8: Calcular la molalidad de una solución…


Por lo tanto, la solución es (utilizamos minúsculas en lugar de mayúsculas para

evitar confundirnos con la molaridad.

Este ejercicio no aporta nada nuevo, simplemente nos sirve para practicar un poco molalidad.

Si la solución es , sabemos que tenemos moles del soluto por cada kilogramo de

solvente. Para saber cuánto tendremos en el kilogramo completo, solo vamos a necesitar hacer

regla de tres simple:

Nos piden simplemente la cantidad del soluto, por lo tanto, no necesitamos pasar

unidades. La cantidad de soluto es .

a) Vamos paso a paso:

P1) Colocamos bromuro de potasio en una balanza y pesamos. Cuánto vamos a necesitar pesar?

Comencemos por averiguar cuál es la masa molar, el bromuro de potasio tiene la fórmula química

.

Por cada litro, vamos necesitar:

Pero necesitamos prepara dos litros, por lo tanto, vamos a necesitar el doble, .

Vamos colocando la sustancia en la balanza de a poco hasta llegar a la cantidad que necesitamos.

P2) Colocamos la sal en un balón y luego añadimos los dos litros de agua (medida desde antes para

que nos pasemos en la cantidad). El balón es un recipiente así:

Ejercicio 4.9: Calcular la cantidad de …

Ejercicio 4.10: Describir cómo podrían preparase en un laboratorio…


Se agregan sustancias, se tapan y se puede utilizar perfectamente para mezclar y hacer la solución

homogénea.

b) El procedimiento va a ser el mismo que el anterior, salvo que van a variar las cantidades. Este

punto es un poco más fácil por las unidades en las que tenemos la solución.

Por lo tanto, vamos a necesitar de nitrato de sodio.

a)

Este punto no tiene mucha diferencia con los anteriores. Nos piden la molaridad, es decir,

vamos a necesitar tener expresada la cantidad de soluto en moles. Como ya sabemos bastante

bien de los ejercicios anteriores, para hacer el pasaje de gramos a moles, necesitamos el dato de la

masa molar. Con ese dato, hacemos una regla de tres simple y ya estamos.

⏟

⏟

⏟

Por lo tanto, ya conocemos cuál es la cantidad de moles que tenemos en , podemos

calcular cuántos hay en un litro de solución.

La solución es .

b)

Para calcular la densidad de la solución, necesitamos dos cosas: la masa y el volumen. El

volúmen ya sabemos que es . La masa de la solución será la suma de la masa de soluto y la

Ejercicio 4.11: Se disuelven de …


de solvente ( ). Por lo tanto, la masa total de solución será

.

La densidad es

El hecho de que se trate de una sal orgánica no tiene importancia en la resolución del problema.

a)

En este punto, no vamos a necesitar efectuar un cambio de unidades, ya que el porcentaje

masa/volumen se calcula como la masa de soluto (en gramos) por cada de solución.

Sabemos que tenemos en de solución, solo vamos a necesitar hacer regla de tres

simple:

Por lo tanto, el porcentaje masa/volumen será .

b)

Ahora, sabemos cuánta masa de soluto hay en de solución pero nosotros queremos saber

cuánto hay en . Para eso, vamos a utilizar el dato de la densidad:

Por lo tanto, ya sabemos que hay:

Por lo tanto, la solución es .

Por ahora la guía viene siendo simplemente aprender cómo calcular una concentración o

cómo pasar de una unidad de concentración a otra.

Ejercicio 4.12: Una solución de cierta sal orgánica…


Antes de comenzar, ya sabemos que cuando tenemos que pasar unidades de molaridad,

necesitamos conocer cuál es la masa molar del compuesto.

⏟

⏟

⏟

El enunciado dice que tenemos en medio litro de solución. Esos moles son:

Esta será la cantidad de soluto en ese medio litro pero expresada en gramos.

a)

Para calcular el porcentaje masa/volumen, necesitamos conocer cuál es la cantidad de

soluto en de solución. Nosotros ya sabemos cuánto soluto hay en medio litro, por lo tanto:

Por lo tanto, la concentración será .

b)

Para calcular el porcentaja masa/masa, necesitamos pasar la unidad de volumen a unidad

de masa. Ya sabemos que tenemos de soluto por cada de solución. Por lo tanto,

Utilicemos el dato de la densidad para saber a cuántos gramos equivalen esos .

Por lo tanto,


Ejercicio 4.13: Se tienen de una solución de …


Por lo que dice el enunciado, sabemos que en de solución tenemos de soluto.

Esos equivalen a

de solución. Fijate que si multiplicás el volumen

por la densidad, ya sacás directamente la masa que hay en ese volumen y te ahorrás una regla de

tres simple. A esta altura supongo que ya estarás un poco cansado, esto parece más una guía para

aprender regla de tres simple que química.

Es decir, ya sabemos que tenemos de soluto cada de solución. Ya estamos en

condiciones de averiguar cuánto soluto tenemos en de solución:

Ya teniendo la masa de la solución y del soluto presente en ella, usamos la relación de masas

dentro de la solución:

⏟

⏟

⏟

Esto quiere decir que en esos de solución, tenemos de

solvente.

Finalmente, llegamos a que, por cada de solución, tenemos de soluto y

de solvente.

Si la concentración es , sabemos que hay de soluto por cada de

solución. Pero además, como conocemos la densidad de la solución, podemos calcular la masa de

solución que representan esos que tenemos.

. Por lo tanto, ya

podemos decir que :

Finalmente, para armar la solución, necesitaremos de soluto.

Este ejercicio tiene muy poca diferencia con el anterior salvo porque la unidad de

conecentración es . Por el dato de la concentración, sabemos que tenemos de soluto

cada de solución. Planteamos una regla de tres simple:

Ejercicio 4.14: Se dispone de un soluto dado cuya concentración…

Ejercicio 4.15 Se prepararon de una solución de acetato de sodio…

Ejercicio 4.16 Se dispone de una solución de …


Finalmente, podemos decir que necesitamos para tener del ácido.

a)

Sabemos que tenemos de soluto por cada de solución. Esos de solución

equivalen a

. Fijate que si dividís la masa por la densidad, obtenés el volumen

que ocupa, esto nos ahorra tiempo y esfuerzo.

Por lo tanto, ya podemos saber cuánto soluto hay en de solución:

Finalmente, podemos afirmar que en de solución, tendremos de soluto.

b)

Basándonos en el resultado del punto anterior, solo necesitamos restar la masa de soluto

a la de la solución. Esos de solución equivalen a

. Por lo tanto,

sabemos que tenemos ⏟

⏟

de solvente

c)

Cuando hablamos de molaridad, como ya vimos, necesitamos la masa molar del

compuesto para poder pasar a gramos. En este caso, la masa molar del ácido clorhídrico es

⏟

⏟

. Sabemos que en de solución tenemos de soluto. En

moles:

. Estos se encuentran en de solución. En

tendremos . Por lo tanto, la solución es .

Este ejercicio es muy simple, lo que tenemos que hacer es entender bien a qué nos

referimos con . Esta unidad se refiere al volumen ( ) del soluto que se encuentran en

de solución. Esta unidad es utilizada para indicar graduaciones alcohólicas, por ejemplo

en un vino o en una cerveza.

Una vez que sabemos a qué nos referimos con , solo necesitamos hacer una regla

de tres simple, sabiendo que el champagne tiene una graduación alcohólica de .

Ejercicio 4.17 El ácido clorhídrico concentrado…

Ejercicio 4.18 El champagne es una bebida…


⏟

*La bebida alcohólica es una solución.

Al parecer, simplemente se trata de hacer pasaje de unidades. Como la concentración de la bebida

es ,

Con el dato de la densidad del etanol, podemos saber a cuánta masa equivalen esos

. Para ello, multiplicamos el volumen por la densidad

. Esta

es una forma más directa que utilizando la regla de tres simple.

Ahora, para calcular la molaridad, queremos saber cuál es la masa molar del etanol.

⏟

⏟

⏟

Ya podemos saber cuántos moles son esos :

Recordemos que también podemos ir más rápido dividiendo la masa por la masa molar del

compuesto y obtenemos directamente la cantidad de moles,

.

Ahora, sabemos que tenemos en pero para calcular la molaridad,

necesitamos saber la cantidad que hay en un litro ( ). Esto es . Por lo tanto, la

concentración molar del cognac es .

a)

Para resolver este punto, necesitamos tener ambas soluciones expresadas en la misma

unidad de concentración para poder compararlas.

Aparentemente, lo más fácil va a ser pasar la unidad del frasco a . Como la

concentración es , sabemos que:

Ejercicio 4.19 El cognac contiene etanol…

Ejercicio 4.20 Se dispone de dos frascos que contienen…


Pero con el dato de la densidad, sabemos que esos de solución equivalen a

. Entonces, ya sabemos que

La concentración de es . Por lo tanto, la solución concentrada será la primera,

ya que tiene una mayor concentración medida en

.

b)

Una vez que tenemos las concentraciones de ambas soluciones expresadas bajo una base

uniforme (en criollo, con la misma unidad), lo que tenemos que hacer es ver qué cantidad de

soluto hay en cada frasco. Esto va a depender no solo de las concentraciones sino también de las

cantidades de solución de cada frasco.

La cantidad de soluto en la primera solución es , porque justo tenemos de

solución. Y la cantidad de soluto presente en es:

Finalmente, sabemos que el segundo frasco tiene una cantidad mayor de soluto.

a) ( ) ( ) ( )

Las ecuaciones de disociación muestran cómo se disocia el sólido, mostrando cuáles son los iones

que se forman y sus respectivas cargas. Los detalles a tener en cuenta son:

No olvidar las cargas de los iones y, una vez que se tienen las cargas, sumarlas para

verificar si dan nulas.

No olvidar colocar entre paréntesis si se trata de un sólido o un ion. Cuando se trata de un

ion, se coloca entre paréntesis ac (de acuoso) o aq (del inglés aqueous). Cuando se trata

de un sólido (no disuelto), se coloca entre paréntesis s (de sólido o del inglés solid).

En general, algunos autores colocan sobre la flecha de la ecuación , para indicar que

se trata de una disociación que ocurre en agua.

b) ( ) ( ) ( )

Ejercicio 4.21 Escribir la ecuación química balanceada…


En este caso, no debemos olvidar multiplicar por dos la cantidad de iones cloro. Siempre

se tiene que verificar que las masas están balanceadas. Es decir, para cada elemento, debe haber

la misma cantidad de un lado y de otro de la ecuación.

c) ( ) ( ) ( )

En este caso, la carga del anión se puede deducir a partir de la carga del potasio, que como

pertenece al primer grupo de la tabla periódica, sabemos que es .

d) ( ) ( ) ( ) ( )

En este punto no hay mucho para comentar. Lo importante es saber que el subíndice del

grupo nitrato ( ) indica que tenemos tres grupo nitratos. Como la carga del nitrato es ,

sabemos que el hierro tiene que tener carga para que la molécula sea eléctricamente neutra

(tenga carga cero).

Este ejercicio parece tonto y hay una respuesta que tiraría alguien que no resolvió el punto

anterior o no sabe sobre cómo es una disociación. La respuesta incorrecta es que las sales que

quedan en el fondo del recipiente son las mismas que se agregaron inicialmente.

Lo que no se estaría teniendo en cuenta es que, al agregar las sales al agua, estas se

disocian y en la solución quedan los iones interactuando con el agua. Nos quedaría , , y

. Por lo cual, una vez que se evapore completamente el agua, se combinarían los cationes con

los aniones de forma indistinta. Es decir el se puede combinar con el como inicialmente

pero también puede hacerlo con el . Por lo tanto, mirando cuáles son las combinaciones

posibles, llegamos a que se forma , , y , que quedarán en el fondo del

recipiente al finalizar la evaporación.

En este punto, solo necesitamos multiplicar la molaridad por la cantidad de iones que se

encuentran por cada molécula. Por ejemplo, tomemos al cloruro de magnesio ( ). En este

caso, sabemos que por cada molécula de la sal, vamos a tener dos iones de cloro. Por lo tanto, si la

concentración de la sal es , la concentración de cloruros ( ) será . Como

regla general, podemos establecer que la concentración de iones de un elemento lo calculamos

como la multiplicación entre la concentración de la sal y la cantidad del elemento dentro de la

molécula. Es importante también, como en el ejercicio anterior, prestar atención a las cargas de

los iones. Ahora vayamos al ejercicio…

a) Como dice en la guía de ejercicios, para expresar la concentración de una sal o un ion, se lo

encierra entre corchetes, como vamos a aplicar en este ejercicio. Normalmente, a las formas en

que expresamos las cosas la llamamos nomenclatura. Entonces esta sería la nomenclatura

utilizada para expresar concentraciones.

Ejercicio 4.22 Se disuelven en agua cantidades iguales de y …

Ejercicio 4.23 Se preparan tres soluciones acuosas…


[ ]

[ ]

b) En este punto no vamos a tener nada nuevo. Recordá que los números de oxidación (o valencia)

en la mayoría de los casos, se pueden obtener sabiendo a qué grupo de la tabla periódica

pertenece el elemento o bien, buscando directamente el elemento en la tabla.

[ ]

[ ]

c)

[ ]

[ ]

En este ejercicio tenemos que aplicar lo que aprendimos en el anterior, si no lo entendiste

o lo salteaste, te recomiendo que lo entiendas bien antes de seguir.

a) Como tenemos dos sodios por molécula, la concentración es .

b) Como tenemos únicamente un sodio por cada molécula, la concentración será la misma, .

c) Tres sodios por cada molécula significa que tenemos una concentración de .

Por cada de bromuro de calcio ( ) por cada de solución.

Por cada mol de bromuro de calcio, tenemos un mol de calcio, por lo tanto:

( )

Por lo tanto, la concentración de iones calcio en la solución será .

Ejercicio 4.24 Ordenar las soluciones siguientes en forma creciente…

Ejercicio 4.25 Se dispone de una solución de …


Este ejercicio es simplemente un pasaje de unidades. Hay que pasar la concentración a

molaridad y luego multiplicarla por dos, por cada molécula de nitrato de bario, tenemos dos iones

nitrato.

Este ejercicio es importante para aprender a trabajar con milimoles y miligramos.

Comencemos por buscar en tabla la masa molar del sodio y del potasio. Buscamos y

encontramos los valores

y

. Esas unidades son las correctas para expresar masas

molares. El significado es cantidad de gramos por cada mol.

Vamos a calcular, entonces, la cantidad de moles que hay por cada litro de solución:

Sabemos que tenemos de sodio en de la bebida. Por lo tanto, la en un litro

( ), tendremos:

Pasamos esa masa a moles, dividiendo por la masa molar:

Sabemos que tenemos de potasio por cada (el enunciado no dice el volumen pero

ya sabemos que se encuentra en la misma bebida.

Pasamos a moles:

Por lo tanto, llegamos a que la concentración de iones sodio es

y

.

Este ejercicio sirve para practicar un poco el pasaje de unidades.

En primer lugar, identifiquemos el soluto y el solvente. Claramente, el lago sería el

solvente porque se encuentra en mayor proporción y el plomo sería el soluto.

Ejercicio 4.26 Se tiene una solución de ( ) …

Ejercicio 4.27 La hipokalemia es un desequilibrio electrolítico…

Ejercicio 4.28 La Organización Mundial de la Salud (OMS)…


Para poder comparar dos valores, como ya mencionamos en algún punto anterior,

tenemos que trabajar con unidades uniformes. Es decir, todo tiene que tener las mismas unidades.

En este caso, el valor de referencia de la OMS se encuentra en

. Por lo tanto, la masa de plomo

tiene que estar expresada en y la masa del agua en .

La masa de agua del lago ya la tenemos en las unidades que necesitamos. Vamos a pasar

las unidades del plomo:

Pasamos las unidades de plomo a notación científica para hacer más fáciles los cálculos.

Atención, esta es la masa del nitrato de plomo (II), ( ) , no de plomo.

( ) ⏟

Ahora, simplemente, lo que vamos a hacer es dividir la masa de soluto sobre la de solvente y así

obtenemos la concentración.

⏟

(El dato del volumen lo saqué del enunciado)

Finalmente, como la concentración sobrepasa la máxima tolerada por la OMS, el agua del lago no

será apta para el consumo humano.

Para empezar, veamos que la concentración de iones sodio es el doble que la

concentración de sulfato de sodio ( ). Esto lo vemos mirando la fórmula química del

compuesto y viendo que en cada molécula hay dos átomos de sodio. Por lo tanto, la concentración

del sulfato de sodio será (

⏟

) .

Por lo tanto, ya podemos saber cuál es la masa que tenemos en esos :

Ejercicio 4.29 Calcular la masa de …


Finalmente, llegamos a que tenemos una masa de Estos equivalen a

. Observá que si multiplicás la masa en moles por la masa molar,

obtenés la masa en gramos. Este tipo de cosas salen de mirar las unidades y de esta manera nos

ahorramos hacer reglas de tres simple.

Este es un típico caso de dilución, el objetivo es preparar de una

solución de concentración a partir de una solución . La solución que tiene mayor

concentración se conoce como solución concentrada y la solución que se obtiene de la dilución se

conoce con el nombre de solución diluida. La disolución es una operación muy común en la

industria. Normalmente se transportan los insumos se transportan concentrados y se diluyen

luego en etapas posteriores.

En el ejercicio, como primer paso, lo que buscamos saber es qué volumen de solución

concentrada vamos a necesitar. Como la dilución es una operación en la que se agrega solvente a

una solución, lo único que cambia es la concentración (disminuye) pero se mantiene constante la

cantidad de soluto. Es decir, lo que cambia es la proporción entre la cantidad de solvente y soluto,

hay una cantidad menor de soluto por cada de solvente y la solución es más diluida.

Lo importante a recordar es que la cantidad de soluto no varía al disolver, lo que varía es la

cantidad de solvente.

Ahora que introdujimos el ejercicio, comencemos.

a)

Lo primero que me pregunto yo es cuánto soluto tenemos que tener para obtener la

solución . La respuesta es que si tenemos que llegar a un litro de solución, necesitamos que

la solución concentrada nos provea de . La cantidad de solución concentrada va a

depender de la concentración de la misma. Veamos,

b)

Simplemente, colocamos de solución concentrada en algún recipiente graduado

(con las rayitas de medición) y agregamos agua hasta llegar a los que necesitamos.

Ejercicio 4.30 Se desean preparar de solución…


Probablemente, si el ejercicio sigue el estilo del anterior, vamos a tener que agregar más

solvente porque la solución original se encuentra concentrada. Aunque también está la posibilidad

de que tengamos una solución diluida con respecto a la que queremos generar. En ese caso,

deberíamos evaporar solvente.

Para comenzar, vamos a calcular cuál es la masa de soluto que necesitamos:

Nos preguntan cuál es la cantidad de soluto en un litro:

Para saber si la solución que disponemos en el laboratorio es concentrada o diluida (con

respecto a la que queremos obtener), lo que tenemos que hacer es pasar las unidades para

trabajar con uniformidad y poder comparar.

Vamos a necesitar la masa molar del permanganato de potasio ( ). Haciendo las

cuentas, llegamos a

.

Según el dato que tenemos de concentración:

Entonces,

Por lo tanto, sabemos que la solución es concentrada.

Por lo que calculamos al principio del ejercicio, vamos a necesitar de soluto. De la solución

que disponemos vamos a necesitar:

Ejercicio 4.31 En el laboratorio se dispone…


a)

Veamos la solución de la siguiente manera:

Vamos a necesitar

de la solución concentrada. Esos tienen que

incluir la masa de soluto que tiene la solución final.

b)

Veamos cuál es la cantidad de soluto que tenemos en la solución final:

Por lo tanto, en la solución concentrada tenemos por cada .

Sabiendo que la masa molar del ácido ortofosfórico ( ) es

, tendremos

c)

De los puntos anteriores,

Llegamos a que la concentración es .

De la misma manera que estuvimos viendo, el secreto de los ejercicios de dilución es saber

cuál es la masa de soluto que se encuentra presente en la solución concentrada. O bien, en miras a

una solución determinada que queremos obtener, saber cuál es la masa de soluto que vamos a

necesitar y, por lo tanto, el volumen de solución concentrada que vamos a necesitar.

Agua

Agua

Agua

Agua

Sol concentrada

Ejercicio 4.32 Se quintuplicó el volumen…

Ejercicio 4.33 Se prepararon de una solución diluida…


En este caso, tenemos una determinada cantidad de soluto que viene dentro de de la

solución del ácido sulfúrico ( ). Esa cantidad de soluto es la que vamos a encontrar en los

de solución de solución diluida que dice el enunciado que tenemos.

Comencemos por calcular cuál es la masa de soluto que tenemos en la solución. Como

tenemos la concentración en , a nosotros no nos sirve tener la solución expresada en

volumen. Por lo tanto, vamos a utilizar el dato de la densidad para calcular cuál es la masa de

solución.

( )

Ya estamos en condiciones de saber cuál es la masa de soluto que se encuentra en esa

masa de solución:

( )

Por lo tanto, ya llegamos a que la solución tiene de soluto. Pero esta cantidad se

encuentra en de solución. Para calcular la concentración en , necesitamos la

cantidad de soluto por de solución.

Finalmente, la solución es .

Si se diluye la solución diez veces, vamos a suponer que la solución original de sulfato

cúprico ( ) tenía un volumen de . Por lo tanto, teniendo la concentración inicial,

estamos en condiciones de calcular la cantidad de soluto inicial, que será la misma que la de la

solución diluida.

a)

En la solución diluida, como ya calculamos recién, tenemos de soluto. Esa cantidad

es la que vamos a encontrar en los de solución. Pero para trabajar con molaridad,

queremos saber cuál es la cantidad de soluto que se encuentra en un litro de solución. Esto será

cuatro veces la que calculamos, es decir, . Pero cuando trabajamos con

Ejercicio 4.34 Se diluye veces…


molaridad, necesitamos saber a cuántos moles nos referimos con estos . Esto lo podíamos

obtener dividiendo la masa en gramos por la masa molar del compuesto, que ya sabemos bien

cómo se calcula de lo que vimos en los ejercicios anteriores. La masa expresada en moles será

. Finalmente, la concentración de la solución será .

b) Como la solución se diluye diez veces, la relación será .

c) Esta relación será la inversa, es decir, ( )

.

a) Vamos a ver cuál es la cantidad de soluto que necesitamos para preparar esos de la

solución .

Ahora necesitamos saber cuánto de la solución concentrada vamos a necesitar para

obtener esos de soluto. Utilizamos el dato de la concentración.

Pero el enunciado nos pide el volumen de solución, utilicemos el dato de la densidad. El

volumen de la solución requerido será

.

b) La cantidad que necesitamos obtener en este caso es de solución.

Por la molaridad que tiene, sabemos:

⏟

De la solución concentrada, vamos a necesitar:

Ejercicio 4.35 Calcular el volumen de una solución…


Antes que nada, vamos a calcular cuánta masa de glucosa necesitamos.

Veamos cuál es la cantidad de la solución concentrada que necesitamos para obtener esta masa

de soluto:

Pero el ejercicio nos pide la masa de la solución, utilizamos el dato de la densidad. Para

pasar de unidad de volumen a unidad de masa, recordemos que podemos usar la regla de tres

simple pero también podemos multiplicar directamente.

.

El amoníaco es un compuesto orgánico muy importante, utilizado ampliamente en la

industria como insumo y como desengrasante en productos de limpieza domésticos. La masa

molar del amoníaco es

.

a) Lo único que tenemos que hacer es un cambio de unidades. Dado que la concentración es

Esos de soluto equivalen a

Por lo tanto, la solución final es .

b) Vamos a calcular la masa de soluto que necesitamos para preparar la solución diluida:

Ejercicio 4.36 Se desean preparar de una solución…

Ejercicio 4.37 A partir de una solución de amoníaco…


De la solución concentrada, necesitamos:

Conociendo la densidad de la solución concentrada, podemos calcular el volumen que

ocupan esos de solución:

.

Si la concentración de la solución final es y tenemos un litro de solución, quiere decir

que la solución tiene un total de de soluto. Estos moles equivalen a

. Estos de solución se encontraban en de solución concentrada. Es decir, en

. Ahora queremos saber cuánta masa de soluto hay en de

solución:


Vamos a comenzar por calcular cuál es la masa de ácido presente en los de solución.

De la solución concentrada, vamos a necesitar:

a)

b)

Ejercicio 4.38 Un frasco contiene de una solución…

Ejercicio 4.39 Se diluye una porción de una solución…

Ejercicio 4.40 Se diluyen …


La masa de soluto que tenemos es

Esa cantidad es la que se encuentran en dos litros. Por lo tanto, por cada litro tendremos

y la solución es .

c) Del enunciado, sabemos que tenemos de soluto por cada de solución. Es decir,

por cada litro de solución tendremos de soluto que equivalen a

Como la cantidad de iones y de coinciden, la molaridad será .

Comencemos calculando la masa de soluto que tienen esos de solución . La

masa molar del cloruro de hierro (III) es

. Por lo tanto, la masa del soluto en la solución

final será:

a) Simplemente,

b) La concentración de cloruros será el triple que la concentración de la sal, porque por cada

molécula del cloruro de hierro (III), tenemos tres cloruros. Lo único que tenemos que hacer es

pasar la concentración de la solución concentrada a molaridad y luego multiplicar por tres.

La concentración de cloruros será

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Ejercicio 4.41 Dada una solución de …

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