Ejercicios resueltos de Soluciones quimicas PDF

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Matrícula: 2192031031Ejercicios complementarios modulo: Energía y consumo de sustanciasfundamentalesEstequiometriaEs el cálculo de las reacciones cuantitativas (Masa y volumen) entre los reactivos y productos y productos en el transcurso de una reacción química (Rosenberg, Epstein and Krieger, 2009)...

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Denisse Pérez Padilla Matrícula: 2192031031

Ejercicios complementarios modulo: Energía y consumo de sustancias fundamentales Estequiometria Es el cálculo de las reacciones cuantitativas (Masa y volumen) entre los reactivos y productos y productos en el transcurso de una reacción química (Rosenberg, Epstein and Krieger, 2009). Aplicación de la Ley de la conservación de la masa: “El número total de átomos antes y después de una reacción química no cambian:

A+B→ C Ej:

Solución química Las reacciones químicas pocas veces ocurren en fase sólida, sin embargo se realizan fácilmente en fase liquida y gaseosa o en solución (Rosenberg, Epstein and Krieger, 2009). Una solución o disolución química es la mezcla (combinación de 2 o más sustancias, donde conservan o no sus propiedades) en donde la sustancia (forma de materia añadida a una mezcla), da como resultado una sustancia nueva con características propias (Brown et al., 2012). Soluto y disolvente Un soluto es aquella sustancia que se encuentra en menor cantidad en una solución, es la sustancia añadida para formar una mezcla, la solución o disolución es la sustancia añadida, la cual disolverá al soluto (Brown et al., 2012). Densidad Es la relación entre masa y volumen de una sustancia (Rosenberg, Epstein and Krieger, 2009).

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Soluciones porcentuales Es el porcentaje de masa con el que contribuye cada elemento a la sustancia, es cantidad de mililitros o gramos referidos a 100 ml de solución (Brown et al., 2012). Illustration 1 Formula: parts per million (ppm), (Brown et al., 2012)

Ejercicios 1. Calcule el porcentaje de carbono, hidrógeno y oxígeno (en masa) de C12H22O11.  Numero másico C12H22O11: 342 uma  Numero másico H: 1 uma  Numero másico C: 12 uma  Numero másico O: 16 uma %𝐶 =

(12)(12.0 𝑢𝑚𝑎 ) ∗ 100% = 42.1% 342 𝑢𝑚𝑎

%𝐻 = %𝑂 =

(22)(1.0 𝑢𝑚𝑎) 342 𝑢𝑚𝑎

∗ 100% = 6.4%

(11)(16.0 𝑢𝑚𝑎) ∗ 100% = 51.5% 342 𝑢𝑚𝑎

= 100%

2. Calcule el porcentaje de nitrógeno, en masa, en el Ca (NO 3)2.  Numero másico Ca(NO3) 2: 164,1 uma  Numero másico N: 14 uma

%𝑁 =

(2)(14 𝑢𝑚𝑎) ∗ 100% = 17.1% 164 𝑢𝑚𝑎

= 100%

%P/P es la relación en porcentaje entre el peso del soluto y el peso de la disolución, puede ser expresada en g y Kg u oz y lb (Brown et al., 2014). %P/V es la relación en porcentaje entre el peso del soluto y el volumen de la disolución, puede ser expresada en g y Kg y L y mL (Brown et al., 2014), %V/V es la relación en porcentaje entre volumen del soluto y el volumen de la disolución, puede ser expresada en L y mL (Brown et al., 2014).

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3. En una solución hay 115.605 g de agua y 6.045g de ácido acético. Determine el porcentaje de peso/ peso de ácido acético disuelto en agua. %

𝑃 (6.045𝑔) ∗ 100% = 5.23% = 𝑃 (115.605𝑔)

4. En el proceso de elaboración pastel se disuelven 180.4 g de chocolate en polvo en 2 L (2000 mL) (de leche entera, ¿Cuál es el porcentaje de peso/ volumen del chocolate diluido? %

(180.4𝑔) 𝑃 = ∗ 100% = 9.02% 𝑉 (2000 𝑚𝐿 )

5. Calcular el volumen de agua necesaria para obtener 120 g de NaOH 15% en peso. Datos: Volumen del disolvente (agua): ¿?

%p/v: 15%

Masa del soluto (NaOH): 120 g Formula despejada: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒:

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (%/100)

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒:

120 𝑔 (15%/100%)

: 800 𝑔

1 g = 1 mL 800g= 800 mL

6. Calcular el porcentaje de peso en una disolución de 234 g de H 2SO3 en una disolución con 1.8 L de agua. Datos: %p/p: ¿? Masa del soluto: 234 g Masa del disolvente: 1.8 L 1.8 Kg 1.8 𝐾𝑔 =

1000 𝑔 = 𝟏𝟖𝟎𝟎 𝒈 1 𝐾𝑔 %

(234 𝑔) 𝑃 = ∗ 100% = 𝟏𝟑% 𝑃 (1800 𝑔 )

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7. El vinagre es una disolución de acético en agua. Al preparar 800 mL de un vinagre se utilizaron 40.7 mL de ácido acético. Determinar el por ciento en volumen de ácido acético Datos: %v/v: ¿? Volumen soluto: 40.7 mL Volumen disolvente: 800 mL %

𝑣 (40.7 𝑚𝐿) = ∗ 100% = 𝟓. 𝟎𝟖𝟕𝟓% 𝑣 (800 𝑚𝐿)

8. 0.0867 g de NaCl se colocan en un matraz de 30 mL, se disuelve con agua destilada y se afora al volumen. ¿cuál es la concentración de la solución en %p/v? %v/v: ¿? Masa soluto: 0.0867 g de NaCl Volumen disolvente: 30 mL %

𝑝 (0.0867 𝑔) ∗ 100% = 𝟎. 𝟐𝟗% = (30 𝑚𝐿) 𝑣

9. Si cuentas con 8 g de KNO3. ¿Cuantos gramos de disolución al 0.1 % puedes preparar? Masa del disolvente: ¿? Masa del soluto (KNO3): 8 g %p/v: 0.1% 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒: 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒:

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (%/100)

8𝑔 = 8000 𝑔 (0.1%/100%)

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10. ¿Cuántos gramos de Na 2SO3 están contenidos en 180 g de una disolución al 2%? Datos: Masa de la disolución (agua): 180 g Masa del soluto (Na2SO3): ¿? %p/p: 2%

𝑝

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜: 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 ( %𝑝 / 100%)

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑁𝑎2𝑆𝑂3 ∶ 180𝑔 ( 2%/100%) = 𝟑. 𝟔 𝒈 𝒅𝒆 𝑵𝒂𝟐𝑺𝑶𝟑

11. Si la concentración de azúcar en los refrescos es de aproximadamente 12 % ¿Cuánta azúcar consumes al ingerir un refresco de 2 L? (considera que la densidad del refresco es 1.1g/mL) 2 L= 2000 mL %p/p= 12% M: d*V 𝑝 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜: 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 ( % / 100%) 𝑝 Masa del refresco

2000 𝑚𝐿 1.1 𝑔 = 2200 g ∗ . 𝑚𝐿

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑓𝑟𝑒𝑠𝑐𝑜: 2200 𝑔 ( 12%/100%) = 𝟐𝟔𝟒 𝒈 𝒅𝒆 𝒂𝒛𝒖𝒄𝒂𝒓 12. Si mezclas 37 mL de agua (densidad 1g/mL) con 790 mL de etanol (densidad 0.76 g/mL) ¿cuál es la concentración porcentual (en masa) de cada componente? Agua: 1 mL = 1g  37 mL= 37 g D= m/V m= D*V 790 𝑚𝐿 0.76𝑔 ∗ = 600.4 g de etanol Etanol: 𝑚𝐿 . Masa disolución= 600.4 g etanol + 37 g agua= 637.4 g % Agua= (37 g/637.4 g)* 100%= 5.8048 % % Etanol= (600.4 g/ 637.4g)* 100%= 94.1951%

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13. Disolvemos 75 g de NH3 en 650 g de agua. Calcula el porcentaje en masa de la disolución. Datos Masa soluto: 75 g de NH3 Masa del disolvente: 650 g %p/p: ¿? %

(75 𝑔) 𝑝 = ∗ 100% = 𝟏𝟏. 𝟓𝟒% 𝑝 (650 𝑔)

14. La leche tiene una densidad de 1.03 g/mL y 2.9 g de proteínas en 100 mL Expresa en tanto por ciento en masa. Masa de la leche=

1,03 𝑔 𝑚𝐿

∗

100 𝑚𝐿 .

%

= 103 g

(2.9𝑔) 𝑝 = ∗ 100% = 𝟐. 𝟖𝟏 % 𝑝 (103𝑔)

15. Si en 200 mL de cierta disolución acuosa hay 12.0 g de azúcar y la densidad de dicha disolución es de 1.2 g/ml, ¿cuál es la concentración de ésta en tanto por ciento en masa? Masa de la disolución=

1,2 𝑔 𝑚𝐿

∗

200 𝑚𝐿 .

= 240 g

𝑝 (12 𝑔) % = ∗ 100% = 𝟓 % 𝑝 (240𝑔)

Partes por millón Expresa el número de unidades en masa de un soluto por cada millón 10 6, se usa especialmente en soluciones mu y diluidas (Riaño, 2007).

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Se usa en algunos contaminantes del aire y agua, fármacos y plaguicidas.

𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑙𝑙ó𝑛 (𝑝𝑝𝑚) =

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 ∗ 1,000,000 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

16. Una muestra de 825 mL de agua contiene 3.5 mg de iones de fluoruro (F-). Calcule las partes por millón de ion fluoruro en la muestra 1 𝑚𝐿 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 1 𝑔 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 3.5 𝑚𝑔 𝐹 − ∗ ∗ ∗ 1000000 = 𝟒. 𝟒𝟐 𝒑𝒑𝒎 825 𝑚𝐿 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 1.00 𝑔 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 1000 𝑚𝑔 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

17. Calcule los mg de fluoruro (F-) que hay en una muestra de 1.57 L de soluto que tiene 4.0 ppm de ion fluoruro. 𝑝𝑝𝑚 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 ( ) 1𝑥106

4𝑝𝑝𝑚 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = 1,57 𝐿 ( ) = 𝟓𝒙𝟏𝟎−𝟔𝒎𝒈 1𝑥106 18. Se han detectado 18 mg de sustancia radioactiva en un depósito de 5 m3 de agua. Calcular la concentración: Datos 18 mg= 1.8 x10-5 Kg 5 m3= 5000 L= 5000 Kg 1.8𝑥 10 − 5𝐾𝑔 ∗ 1,000,000 = 𝟑. 𝟔 𝒙𝟏𝟎 − 𝟑 𝒑𝒑𝒎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑙𝑙ó𝑛 (𝑝𝑝𝑚) = 5000 𝐾𝑔 19. En un control sanitario se detectan 10 mg de mercurio (Hg) en un pescado de 3 kg. Calcular la concentración: Datos Peso del soluto (mercurio)= 10 mg= 1x10-5 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑙𝑙ó𝑛 (𝑝𝑝𝑚) =

Peso del pescado (disolvente)= 3 Kg 1𝑥10 − 5𝐾𝑔 ∗ 1,000,000 = 𝟑. 𝟑𝟑 𝒑𝒑𝒎 3 𝐾𝑔

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20. Calcular las ppm de 65 mg de ion sulfato (SO42−) en 4.78 litros de agua. Datos Masa soluto (sulfato): 65 mg= 6.5 x10-5 Kg Masa disolvente (agua): 4.78 L= 4.78 Kg

𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑙𝑙ó𝑛 (𝑝𝑝𝑚) =

6.5𝑥 10 − 5 𝐾𝑔 ∗ 1,000,000 = 𝟏𝟑. 𝟓𝟗 𝒑𝒑𝒎 4.78 𝐾𝑔

Molaridad Es el número de moles de moles de soluto por litro de disolución (Chang and Goldsby, 2017). 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 =

𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

𝑀=

𝑛 𝑉

21. ¿Cuántos gramos Nitrato de bario Ba (NO3)2 se requieren para preparar 240 mL de una disolución cuya concentración sea de 2.75 M? Datos M= 2.74 M

g= ¿? 𝑀=

V= 0.24 L 240 mL n= ¿? n=

2.74𝑚𝑜𝑙 𝐿

∗

0.6576 𝑚𝑜𝑙 =

0.24 𝐿 .

= 0.6576 mol

261 ,337 𝑔 1 mol

= 𝟏𝟕𝟏. 𝟖𝟔 𝒈 𝒅𝒆 𝑩𝒂(𝑵𝑶𝟑)𝟐

𝑛

𝑉

 MV= n

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22. Un químico necesita agregar 3.81 g de glucosa a una mezcla de reacción. Calcule el volumen en mililitros de una disolución de glucosa de 2.53 M que deberá utilizar para la adición.

Datos M: 2.53 M n:¿? V: ¿? MM (glucosa): 180.2 g/mol

3.81 𝑔(𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 ) ∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 180.2 𝑔 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎

= 2.114 𝑥10 − 2 𝑚𝑜𝑙 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 𝑉=

𝑉= 8.3558𝑥10 − 3 𝐿 =

𝑛 𝑀

2.114 𝑥10 − 2 𝑚𝑜𝑙 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 = 𝟖. 𝟑𝟓𝟓𝟖𝒙𝟏𝟎 − 𝟑 𝑳 2.53𝑚𝑜𝑙/𝐿

1000 𝑚𝐿 = 𝟖. 𝟑𝟓𝟓𝟕𝒎𝑳 1𝐿

23. Una solución contiene 75% de etanol. (C2H6O6 )(C2H6O6) en masa y el resto es agua.  ¿Cuál es la densidad de la solución si hay 15 mol de etanol por litro de solución?  Para preparar un 3.5L de etanol 2M, ¿cuántos mililitros de la solución se necesitan? Datos M= 2 M V= 3.5 L M molar de etanol: 46.068g/mol 𝑛 𝑉 𝑛 = (M* V) 𝑀=

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𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = (𝑀𝑜𝑙 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 ∗ 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟) 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 =

15 𝑚𝑜𝑙 46.068 𝑔 = 𝟔𝟗𝟏. 𝟎𝟐 𝒈 ∗ 𝑚𝑜𝑙 .

𝑝 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = % ∗ 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑣 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 0.75 = 691.02𝑔 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 =

691.02𝑔 = 921.31 𝑔 0.75

D= M/V

921.36 𝑔 = 𝟎. 𝟗𝟐𝟏 𝒈/𝒎𝑳 1𝐿 24. Calcule la molaridad, M, de una solución que contiene 3.65 gramos de HCl en 2.00 litros de solución. 𝐷=

Datos M: ¿? n: ¿? Masa molar HCl: 36,46 g/mol V: 2 L 𝑀=

𝑛 𝑉

3.65 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 ∗ 𝑀=

𝑚𝑜𝑙 = 𝟎. 𝟏𝟎𝟎𝟏 𝒎𝒐𝒍 𝑯𝑪𝒍 36.46 𝑔

0.1001 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 = 𝟎. 𝟎𝟓 𝑴 2𝐿

25. Calcule la molaridad de una solución que contiene 49.04 g de H2SO4 en 250 mL de solución. Datos M: ¿? n: ¿? Masa molar H2SO4 98.079 g/mol

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V: 0.250 L 49.04 𝑔 𝑑𝑒 H2SO4 ∗ 𝑀=

𝑚𝑜𝑙 = 𝟎. 𝟓 𝒎𝒐𝒍 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 98.079 𝑔

0.5 𝑚𝑜𝑙 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 =𝟐 𝑴 0.250 𝐿

26. Calcule la masa de Ba(OH)2 necesario para preparar 2.5 litros de una solución de hidróxido bárico 0.060 molar Datos M: 0.060 M n: ¿? Masa molar Ba (OH) 2: 171,34 g/mol V: 2.5 L 𝑛=

0.060 𝑚𝑜𝑙 2.5 𝐿 ∗ = 𝟎. 𝟏𝟓 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝑩𝒂(𝑶𝑯)𝟐 𝐿 .

0.15 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝑩𝒂(𝑶𝑯)𝟐 ∗

171,34 g = 𝟐𝟓. 𝟕𝟎𝟏 𝑩𝒂(𝑶𝑯)𝟐 1 𝑚𝑜𝑙

27. El ácido sulfúrico comercial, H2SO4 es del 98,0% en peso, y su densidad es 1.84 g/ mL. Calcule su molaridad. D: 1.8 g --------- 1 mL 1.8 g ------ 100% X ------- 98% 𝑛=

x= 1.764 g H2SO4 1.764 𝑔 𝑑𝑒 H2SO4 𝑚𝑜𝑙 H2SO4 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟖 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 ∗ 98 𝑔 H2SO4 . 𝑀=

0.018 𝑚𝑜𝑙 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 = 𝟏𝟖 𝑴 0.001 𝐿

28. Se prepara una solución disolviendo 1 g de KMnO4 en 50 mL de agua. La reacción en la que participaría sería: 16 HCl + 2 KMnO4 → 2 KCl + 2 MnCl 2 + 8 H2O + 5 Cl2 ¿Cuál es la concentración de la solución de KMnO 4 expresada en %p/V y M?

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MM KMnO4= 159 g/mol &p/v= (1g/50 ML) * 100%= 2%

Moles KMnO4 = 𝑀=

1𝑔 𝑚𝑜𝑙 KMnO4 ∗ = 𝟔. 𝟐𝟖𝟗 𝐱𝟏𝟎 − 𝟑 𝒅𝒆 𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒 . 159 𝑔 KMnO4

6.289 x10 − 3 𝑑𝑒 𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 𝟎. 𝟏𝟐𝟓𝟕 𝑴 0. 05𝐿

29. Calcule la molaridad del sulfato de sodio en una disolución que se preparó disolviendo 23.4 g de sulfato de sodio (Na2SO4) en suficiente agua, para formar 125 mL de disolución. 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 Na2SO4 =

23.4 𝑔 Na2SO4 𝑚𝑜𝑙 Na2SO4 ∗ = 𝟎. 𝟏𝟔𝟓 𝒅𝒆 𝑵𝒂𝟐𝑺𝑶𝟒 . 142 𝑔 Na2SO4

125 𝑚𝐿 1𝐿 ∗ = 𝟎. 𝟏𝟐𝟓 𝐋 . 1000 𝑚𝐿.

𝑀=

0.165 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙 Na2SO4 = 𝟏. 𝟑𝟏 𝑴 𝑵𝒂𝟐𝑺𝑶𝟒 0. 125𝐿

30. Una solución de 1.5L está compuesta de 0.25 g de NaCl disuelto en agua. Encuentra su molaridad. 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 NaCl = 𝑀=

0.25 𝑔 NaCl 𝑚𝑜𝑙 NaCl = 𝟒. 𝟐𝟕 𝒙𝟏𝟎 − 𝟑 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝑵𝒂𝑪𝒍 ∗ 58,44 𝑔 NaCl .

4.27 𝑥10 − 3 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 𝟏. 𝟓𝟏 𝒙𝟏𝟎 − 𝟑 𝑴 𝑵𝒂𝑪𝒍 1.5 𝐿

Normalidad Equivalente de soluto por cada litro de disolución (Brown et al., 2014). 𝑁= 𝑛𝑒𝑞 =

𝑛𝑒𝑞 𝐿

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑞

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𝑝𝑒𝑞 =

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑎𝑑𝑎𝑠

31. ¿Cómo prepararías 2.68 L de una solución de 0.32 N de ácido sulfúrico a partir de una solución concentrada de H2SO4 al 98% p/v y una densidad de 1.8 g/mL? Datos V2: 2.68 L D= 1.8 g/mL N2: 0.32 V1: ¿? N1: ¿? 1.8 g ------- 100% X ------- 98%

x= 1.764 g H2SO4

H2SO4 → 2𝐻+ + 𝑆𝑂4 𝑝𝑒𝑞 =

98.07 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ∗ = 𝟒𝟗. 𝟎𝟑𝟓 𝒑𝒆𝒒 𝑚𝑜𝑙 2 𝑒𝑞

𝑛𝑒𝑞 =

1.764 g H2SO4 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟓𝟗 𝒆𝒒 49.035 𝑝𝑒𝑞

𝑁=

0.0359 𝑛𝑒𝑞 = 𝟑𝟓. 𝟗 𝑵 0.001 𝐿

𝑁1 𝑉1 = 𝑁2 𝑉2 𝑉1 =

𝑁2 𝑉2 𝑁1 𝑉1 =

(0.32 𝑁)(2.68 𝐿) = 𝟐. 𝟑𝟖𝟗 𝑳 35.9 𝑁

32. Se prepara una solución de HCl al 37 %p/v, con una densidad de 1.17 g/mL. ¿Cuál es la normalidad de la solución? D: 1.17 g ------------- 100% X -------------- 37%

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X= 0.4329 de HCl 𝑝𝑒𝑞 = 𝑛𝑒𝑞 =

36.5 𝑔 𝑚𝑜𝑙 = 𝟑𝟔. 𝟓 𝒈/𝒆𝒒 ∗ 1 𝑒𝑞 𝑚𝑜𝑙

𝑒𝑞 0.4329 𝑔 𝐻𝐶𝑙 ∗ = 𝟎. 𝟎𝟏𝟏𝟗 𝒆𝒒 . 36.5𝑔

𝑁=

. 0.0119 𝑒𝑞 = 𝟏𝟏. 𝟗 𝑵 ∗ 0.001𝐿 .

33. Se prepara una solución de H2SO4 al 79 %p/v, con una densidad de 1.8 g/mL ¿Cuál es la molaridad y la normalidad de esta solución D: 1.8 g ------------- 100% X -------------- 79% X= 1.422 de H2SO4

𝑝𝑒𝑞 = 𝑛𝑒𝑞 =

98,079 𝑔 H2SO4

𝑚𝑜𝑙

∗

𝑚𝑜𝑙 = 𝟒𝟗. 𝟎𝟑𝟗𝟓 𝒈/𝒆𝒒 2 𝑒𝑞

1.422 g de H2SO4 𝑒𝑞 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟖𝟗 𝒆𝒒 ∗ 49.0395 𝑔 de H2SO4 . 𝑁=

. 0.0289 𝑒𝑞 ∗ = 𝟐𝟖. 𝟗 𝑵 . 0.001𝐿

34. ¿Cómo prepararía 100 mL de una solución 0.5 N de H2SO4 a partir de la solución anterior?

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N:

𝑒𝑞 𝐿

𝑁=

𝑚𝑒𝑞

→

𝑚𝐿

50 𝑚𝑒𝑞 .

∗

𝑚𝐿 28.9 𝑚𝑒𝑞

=1.73 mL

O usar la fórmula de equivalencia de soluciones 𝑁1 𝑉1 = 𝑁2 𝑉2 𝑉1 =

(0.5 𝑁)(100 𝑚𝐿) = 𝟏. 𝟕𝟑 𝒎𝑳 28.9 𝑁

35. Encuentre la normalidad de 0.321 g de carbonato de sodio (Na2CO3) en una solución de 250 ml Datos N: ¿? Eq: ¿? L= 0.250 L 𝑝𝑒𝑞 = 𝑛𝑒𝑞 =

105.9888 𝑔 Na2CO3

𝑚𝑜𝑙

∗

𝑚𝑜𝑙 = 5𝟐. 𝟗𝟗𝟒𝟒 𝒈/𝒆𝒒 2 𝑒𝑞

0.321 g de Na2CO3 𝑒𝑞 = 𝟔. 𝟎𝟓𝟕𝟐 𝒙𝟏𝟎 − 𝟑𝒆𝒒 ∗ 52.9944 𝒈 de Na2CO3 . 𝑁=

. 𝟔. 𝟎𝟓𝟕𝟐 𝒙𝟏𝟎 − 𝟑 𝑒𝑞 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟒𝟐𝟑 𝑵 ∗ 0.250 𝐿 .

36. Encuentre la normalidad de 0.1 M H2SO4 (ácido sulfúrico) para la reacción: H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O 𝑁 = #𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 ∗ 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑁 = 2 ∗ 0.1 𝑀 = 𝟎. 𝟐 𝑵 37. Se desea preparar 250 mL de una solución de ácido fosfórico 0.25 N a partir de una solución al 85 %p/v y una densidad de 1.68 g/mL. ¿Como se prepararía? D: 1.68g ------ 1 mL 1.68 ------- 100% X -------- 85%, x= 1.428 g

Denisse Pérez Padilla Matrícula: 2192031031 98 𝑔 H3PO4

𝑝𝑒𝑞 = 𝑛𝑒𝑞 =

𝑚𝑜𝑙

∗

𝑚𝑜𝑙 = 𝟑𝟐. 𝟔 𝒈/𝒆𝒒 3 𝑒𝑞

1.428 g de H3PO4 𝑒𝑞 = 𝟎. 𝟎𝟒𝟑𝟖 𝒆𝒒 ∗ 32.6 𝑔 𝑑𝑒 H3PO4 .

𝑁=

. 𝟎. 𝟎𝟒𝟑𝟖 𝒆𝒒 ∗ = 𝟒𝟑. 𝟖 𝑵 . 0.0001𝐿

38. Calcular la normalidad y la molaridad de 50 gramos de Na2CO3 en 100 ml de disolución: 𝑝𝑒𝑞 = 𝑛𝑒𝑞 =

105.9888 𝑔 Na2CO3

𝑚𝑜𝑙

∗

𝑚𝑜𝑙 = 5𝟐. 𝟗𝟗𝟒𝟒 𝒈/𝒆𝒒 2 𝑒𝑞

𝑒𝑞 50 g de Na2CO3 ∗ = 𝟎. 𝟗𝟒𝟑𝟓𝒆𝒒 . 52.9944 𝒈 de Na2CO3 𝑁=

. 𝟎. 𝟗𝟒𝟑𝟓 𝒆𝒒 = 𝟗. 𝟒𝟑𝟓 𝑵 ∗ 0.1𝐿 .

39. Calcular la normalidad de 20 gramos de hidróxido de berilio Be(OH)2 en 700 ml de disolución: 𝑝𝑒𝑞 = 𝑛𝑒𝑞 =

43,02694 𝑔 𝑑𝑒 Be(OH)2 𝑚𝑜𝑙 = 𝟐𝟏. 𝟓𝟏 𝒈/𝒆𝒒 ∗ 2 𝑒𝑞 𝑚𝑜𝑙

20 g de Be(OH)2 𝑒𝑞 = 𝟎. 𝟗𝟐𝟗𝟖𝒆𝒒 ∗ 𝟐𝟏. 𝟓𝟏 𝒈 de Be(OH)2 . 𝑁=

. 𝟎. 𝟗𝟐𝟗𝟖𝒆𝒒 ∗ = 𝟏. 𝟑𝟐𝟖𝟐 𝑵 . 0.7𝐿

40. Calcular la normalidad de una disolución de HCl que contiene 100 gramos de soluto en 3 litros de disolución. (Dato: peso molecular del HCl = 36.5).

Denisse Pérez Padilla Matrícula: 2192031031

𝑝𝑒𝑞 = 𝑛𝑒𝑞 =

36.5 𝑔 𝑑𝑒 HCl 𝑚𝑜𝑙

∗

𝑚𝑜𝑙 = 𝟏𝟖. 𝟐𝟓 𝒈/𝒆𝒒 2 𝑒𝑞

100 g 𝑑𝑒 HCl 𝑒𝑞 = 𝟓. 𝟒𝟕𝟗𝟓𝒆𝒒 ∗ 𝟏𝟖. 𝟐𝟓 𝒈 𝑑𝑒 HCl . 𝑁=

. 𝟓. 𝟒𝟕𝟗𝟓𝒆𝒒 = 𝟏. 𝟖𝟐𝟔𝟓 𝑵 ∗ 3𝐿 .

Potencial Hidrogeno (pH) Es la escala numérica para especificar la acidez o la alcalinidad de una solución acuosa (Rosenberg, Epstein and Krieger, 2009).

𝑝𝐻 = − log[𝐻+] 𝑝𝑂𝐻 = 14 − 𝑝𝐻

41. Calcular el pH de una disolución 0,5 N de hidróxido de sodio NaOH.

𝑝𝐻 = − log[0.5] = 0.30 𝑝𝑂𝐻 = 14 − 0.3 = 13.7 42. ¿Cuál es el pH de una disolución resultante al disolver 0.00156 mol de HCl en 200 mL de agua? 𝑚𝑜𝑙 𝑀= 𝐿 0.00156 𝑚𝑜𝑙 = 𝟕. 𝟖 𝒙𝟏𝟎 − 𝟑 𝑀= 0.2 𝐿 𝑝𝐻 = − log[7.8 𝑥10 − 3 ] = 𝟐. 𝟏𝟏 𝑝𝑂𝐻 = 14 − 2.11 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟗 43. ¿Cuál es el pH y pOH de una solución que contiene 0.06 g de NaOH disueltos en 4.2 L de solución?

𝑛=

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑀𝑀

Denisse Pérez Padilla Matrícula: 2192031031

𝑀=

𝑛

𝐿

𝑝𝐻 = − log[𝐻+] 𝑝𝑂𝐻 = 14 − 𝑝𝐻 𝑛=

𝑚𝑜𝑙 0.06 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝟏. 𝟓 𝒙𝟏𝟎 − 𝟑 ∗ 40 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻 . 𝑝𝐻 = − log[1.5 𝑥10 − 3] = 𝟐. 𝟖𝟐 𝑝𝑂𝐻 = 14 − 2.82 = 𝟏𝟏. 𝟏𝟖

44. ¿Cuántos gramos de HF hay en una solución de 750 mL con un pH de 1.3?

𝑝𝐻 = − log[𝐻+] [H+]= 10(-pH)= 10(-1.6)= 0.0501 M 𝑛 𝑉 𝑛 = (𝑚)(𝐿) 𝑀=

𝑛=

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑀𝑀 𝑚𝑎𝑠𝑎 = (𝑛 )(𝑚𝑎𝑠𝑎𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟) 𝑛=

0.0501 𝑚𝑜𝑙 0.75 𝐿 ∗ = 𝟎. 𝟎𝟑𝟕𝟔 𝐦𝐨𝐥 𝐿 .

𝑚𝑎𝑠𝑎 de HF =

0.0376 𝑚𝑜𝑙 20 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐹 = 𝟎. 𝟕𝟓𝟐 𝒈 𝒅𝒆 𝑯𝑭 ∗ 𝑚𝑜𝑙 .

Ácidos y bases Bronsted- Lowry Ácido= molécula que en solución acuosa dona un protón (H+) a otra molécula. Base= molécula que en solución acuosa acepta un protón.

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(Chang and Goldsby, 2017)

Arrhenius Ácido= sustancia que en solución acuosa disocia cationes (H +) Base= molécula que en solución acuosa disocia iones (OH-)

(Rosenberg, Epstein and Krieger, 2009) Lewis Acido= sustancia que contiene al menos un átomo capaz de aceptar un par de electrones y formar un enlace coordinado. Base= sustancia que contiene al menos un átomo capaz de aportar un par de electrones para forma un enlace covalente coordinado. (Brown et al., 2014)

Acido fuerte- Base fuerte

Denisse Pérez Padilla Matrícula: 2192031031

Ácido fuerte-base fuerte, el ácido y la base reaccionan para formar una solución neutra, se disocia completamente en agua (Brown et al., 2014). 45. Calcule el pH de las siguientes soluciones: a) Una solución de 150 mL que contiene 0.05 mmol de NaOH 150 𝑚𝐿

a) nNaOH=

.

∗

0.05 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑚𝐿

= 2.5 mmol

pOH= -log [0.05]= 1.3010 pH= 14- 1.3010= 12.7

46. ¿Qué ocurre cuando a la solución anterior se le agregan 10 mL de HCl? ¿Cuál es el pH resultante?

b) nHCI=

10𝑚𝐿 .

∗

0.05 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑚...