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Problemas resueltos de disoluciones y diluciones (IV)

Bienvenidos a la cuarta entrega de problemas resueltos de disoluciones y diluciones. Antes de abordar esta entrada y de tratar de solucionar los problemas, recomiendo ojear primero:

A lo largo de esta entrada propondré diversos problemas con sus respectivas soluciones. Constarán de enunciado y su posterior solución, que recomiendo utilizar a modo de consulta una vez hayamos tratado de solucionar el problema por nosotros mismos.

Las fórmulas y toda la información teórica se puede encontrar en la entrada de disoluciones y diluciones. Lo remarco porque las fórmulas se aplicarán directamente. Además, conviene conocer los fundamentos teóricos antes de abordar los ejercicios de entrenamiento. Siempre resulta más fácil solucionar un problema si se entiende lo que se está haciendo.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº31

En 0.5 Kg de disolución acuosa de glicerina al 12.5% en masa ¿Qué cantidad de glicerina lleva? ¿Y de disolvente?

Aplicamos la fórmula del % en masa. Con ella sacamos los gramos de glicerina que lleva la disolución. Y una vez obtenido el dato de la glicerina, solo nos queda restárselo a la cantidad de disolución para hallar la cantidad de disolvente utilizado.

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Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº32

Un litro de disolución acuosa de glicerina al 12,5% (m/v) ¿Qué cantidad de glicerina lleva?

Idéntico procedimiento que el ejercicio anterior, con la salvedad de que no nos piden el dato del disolvente. El dato del % nos lo dan en m/v, por tanto hay que aplicar la fórmula correspondiente y despejar.

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Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº33

Un litro de disolución acuosa de glicerina al 12.5% en volumen. ¿Cuántos ml de glicerina lleva?

Idéntico procedimiento que los ejercicios anteriores. Pero, de nuevo, uso de una fórmula diferente debido a que esta vez el porcentaje está en volumen o v/v.

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Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº34

¿Qué concentración molar posee una disolución acuosa de NaCl, si hemos añadido 100 ml de agua a 250 ml de una disolución 0.5 M de NaCl?

Para resolver este sencillo problema, debemos poner atención en los volúmenes e identificar correctamente cuál es la disolución final y cuál la inicial.

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Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº35

Prepara 5 diluciones a 1/3 de una disolución madre de azul de metileno al 20% (m/v).

El enunciado del problema nos facilita el factor de dilución (3), que es la inversa de la dilución seriada (1/3). Para conocer las diluciones de los 5 tubos necesitaremos hacer uso de esa información y de la disolución inicial. El 20% m/v hay que transformarlo en un dato que nos permita trabajar con las diluciones.

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Podemos llenar los 5 tubos con 2 ml de disolvente. Con una micropipeta automática de 1 ml extraeremos dicha cantidad de la disolución inicial para trasvasarlo al primer tubo. Homogeneizaremos bien el primer tubo (1 ml a 1/5 diluído a 1/3 con 2 ml más de disolvente = 1/15) y repetiremos el proceso, extrayendo 1 ml del tubo 1 para trasvasarlo al tubo 2 (1 ml a 1/15 diluído a 1/3 con 2 ml más de disolvente = 1/45)… Así hasta, finalmente, completar el quinto tubo.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº36

Prepara una dilución seriada de 5 tubos a 1/2 de la disolución madre del problema número 35, teniendo en cuenta que en cada tubo tiene que haber 4 ml.

La disolución madre del ejercicio anterior era de 1/5. Para hacer las diluciones en 5 tubos, con un factor de dilución de 2, es necesario llenar los cinco tubos con 4 ml de disolvente.

Así, en el primer tubo podremos trasvasar, con una pipeta, 4 ml de la disolución madre al primer tubo, teniendo un total de 8 ml. ¿Por qué tantos? Muy simple, tras homogeneizar bien los 8 ml (se habrían diluído a 1/2 de la concentración inicial de la disolución madre) podremos extraer 4 ml de ese Tubo 1 para trasvasarlos al Tubo 2 y repetir la operación. En el Tubo 1 quedarían finalmente 4 ml de disolución.

De ese modo, en cada tubo nos quedarían 4 ml de disolución, pero nos encontraríamos con el problema de que en el quinto tubo tendríamos 8 ml de disolución. Tras homogeneizar bien los 8 ml podríamos extraer 4 ml y desecharlos.

Ahora vamos a calcular las concentraciones que se quedarán en los 5 tubos tras realizar la dilución seriada.

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Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº37

Prepara una dilución seriada de 4 tubos a 1/10 de la disolución madre del ejercicio 35. ¿Cuál es la dilución del tubo número 4?

La disolución madre del ejercicio 35 es de 1/5.

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La dilución del tubo número 4, finalmente, es de 1/5×104.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº38

Se desea preparar 1 litro de una disolución de HNO3 0.2 M a partir de un HNO3 comercial de densidad 1.50 g/cm3 y 33.6% de riqueza en masa. ¿Qué volumen deberemos tomar de la disolución comercial?

En primer lugar necesitamos calcular los moles de HNO3 que habrá que tomar del frasco de ácido nítrico comercial, para diluirlos a continuación en el agua necesaria hasta completar el volumen de disolución requerido (1 litro).

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Pasamos los moles a gramos, haciendo uso de la masa molar del HNO3 (63.01 g/mol):

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Este es el número de gramos que deberíamos obtener si se tratase de un HNO3 con una riqueza de un 100%. Como la riqueza de nuestro frasco comercial es del 33.6%, debemos calcular cuántos gramos necesitamos obtener de dicho frasco.

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Al tratarse de un líquido, es más práctico calcular, a partir de ese dato, el volumen de disolución comercial que tendremos que emplear. Para ello, utilizamos finalmente la densidad, un dato proporcionado en el enunciado para este fin:

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Con una pipeta obtendremos los 25 ml de disolución comercial de HNO3 y los trasladaremos a un matraz graduado de 1 litro. Es importante resaltar que antes de trasladar el ácido, debemos echar primero cierta cantidad de agua destilada en el matraz. Si echamos primero el ácido y luego el agua podemos tener un problema.

Seguidamente, iremos añadiendo, muy lentamente, agua destilada hasta enrasar con la línea del matraz que indica los 1000 cm3 exactos.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº39

Una disolución concentrada de ácido clorhídrico de un 35.2% en masa de ácido puro tiene una densidad de 1.175 g/cm3. Averigua el volumen de ácido necesario para preparar 1.5 litros de disolución 2M.

En primer lugar necesitamos calcular los moles de HCl que habrá que tomar del frasco de ácido clorhídrico comercial, para diluirlos a continuación en el agua necesaria hasta completar el volumen de disolución requerido (1.5 litros).

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Pasamos los moles a gramos, haciendo uso de la masa molar del HCl (36.46 g/mol):

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Este es el número de gramos que deberíamos obtener si se tratase de un HCl con una riqueza del 100%. Como la riqueza de nuestro frasco comercial es del 35.2%, debemos calcular cuántos gramos necesitamos obtener de dicho frasco.

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Al tratarse de un líquido, es más práctico calcular, a partir de ese dato, el volumen de disolución comercial que tendremos que emplear. Para ello utilizamos finalmente la densidad, un dato proporcionado en el enunciado para este fin:

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Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº40

¿Cuántos gramos de una disolución de tricloruro de hierro (FeCl3) al 4% contiene 10 g de esta sal?

Aplicamos la fórmula del porcentaje en masa y despejamos la incógnita.

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Hasta aquí la cuarta entrega de los problemas de disoluciones y diluciones. En futuras entregas iremos aumentando gradualmente la dificultad de los problemas, metiendo algún ejercicio sencillo de por medio a modo de repaso.

Nos vemos en la quinta entrega.

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