Sexta entrega de problemas resueltos de disoluciones y diluciones

Bienvenidos a la sexta 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 Nº51

¿Qué molaridad tiene un ácido sulfúrico de 98% en masa y 1,86 g/cm3? ¿Qué volumen se necesita para preparar 1 litro de disolución 0.5 M?

En primer lugar tomaremos como referencia 100 gramos de disolución. De este modo, al tener un H2SO4 de 98% en masa, podremos decir que tenemos 98 gramos de ácido sulfúrico.

Para calcular el número de moles, necesario para la Molaridad, usaremos la masa molar del H2SO4 (98.08 g/mol).

Para facilitar los cálculos podemos redondear la cifra a 1 mol. Ahora nos falta por conocer el volumen y utilizaremos la densidad para ello.

Finalmente calculamos la Molaridad, resolviendo así la primera cuestión del enunciado.

Resuelta la primera cuestión, abordaremos la segunda. En primer lugar necesitamos calcular los moles de H2SO4 que habrá que tomar de la concentración de la primera cuestión, para diluirlos a continuación en el agua necesaria hasta completar el volumen de disolución requerido (1 litro).

Pasamos los moles a gramos, haciendo uso de la masa molar del H2SO4 (98.08 g/mol):

Este es el número de gramos que deberíamos obtener si se tratase de un H2SO4 con una riqueza de un 100%. Como la riqueza de la primera concentración es del 98%, debemos calcular cuántos gramos necesitamos obtener de dicho frasco.

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

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº52

Calcula la densidad de una disolución de amoniaco al 20% en masa de NH3 y 11 M.

En primer lugar tomaremos como referencia 100 gramos de disolución. De este modo, al tener un NH3 de 20% en masa, podremos decir que tenemos 20 gramos de amoniaco.

Para calcular el número de moles necesitaremos la masa molar del NH3 (17.031 g/mol).

Ahora utilizaremos la Molaridad para calcular el volumen.

Errata: el resultado es 0.106 litros.

Finalmente calculamos la densidad, teniendo especial cuidado en mantener los 100 gramos de disolución.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº53

Se disuelven 5 gramos de ácido clorhídrico en 35 g de agua. Sabiendo que la densidad de la disolución es 1.060 g/cm3, hallar: a) % masa. b) Molaridad c) Fracción molar del HCl.

a) Vamos a hallar el % en masa.

b) Utilizando la densidad, y pasando los gramos de HCl a moles, calcularemos la Molaridad.

c) Finalmente calculamos la fracción molar. Ya tenemos calculados los moles de HCl, ahora debemos calcular los moles de H2O.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº54

La solubilidad del fluoruro de calcio (CaF2) en agua es de 0.132 g por 100 ml de disolución acuosa. Calcula la molaridad de la disolución saturada.

En primer lugar calculamos el número de moles de fluoruro de calcio atendiendo a su masa molar (78.07 g/mol). Finalmente, con todos los datos, calculamos la Molaridad.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº55

Se mezclan 400 g de una disolución de HCl al 10% con 100 g de una disolución de HCl al 50%. Halla la concentración de la nueva disolución en: a) % en masa, b) fracción molar

a)

b)

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº56


¿Cuál es la molaridad de la disolución obtenida al mezclar 15 cm3 de una solución 0.24 M de cloruro sódico con 35 cm3 de agua, obteniendo un volumen final de 50 cm3?

Igualamos concentraciones y despejamos.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº57

El ácido nítrico comercial es una disolución acuosa al 70% en masa, y su densidad es de 1.42 g/cm3. Averigua su molaridad.

Tomamos como referencia 100 gramos de disolución, de los cuales 70 gramos son de HNO3. A partir de este dato calcularemos primero los moles y luego el volumen en litros a partir de la densidad.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº58

Una disolución de ácido nítrico de densidad 1.405 g/ml contiene 68.1% en masa de ácido puro. Hallar su Molaridad, Normalidad y molalidad.

Tomamos como referencia 100 gramos de disolución, de los cuales 68.1 gramos son de HNO3. A partir de este dato calcularemos primero los moles, y luego el volumen en litros a partir de la densidad. Una vez calculada la Molaridad, calcularemos la Normalidad y finalmente la molalidad.

Ahora calcularemos la Normalidad sabiendo que el HNO3 cuenta con un H+. Es decir, su valencia es 1.

Finalmente calculamos la molalidad.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº59

¿Cuántos ml de disolución de HCl del 40% de riqueza y densidad 1.2 g/ml se necesitan para preparar 5 litros de disolución 0.1 N?

En primer lugar calcularemos la concentración de la disolución inicial. Tomaremos como referencia 100 gramos de la disolución, de los cuales 40 gramos son de HCl puros. Calcularemos los moles y a continuación, con la densidad, obtendremos el volumen en litros para calcular la Molaridad.

Teniendo en cuenta el H+ del HCl convertimos fácilmente la Molaridad en Normalidad.

Finalmente equiparamos concentraciones, despejamos y calculamos el volumen de disolución inicial que necesitamos para preparar la disolución que queremos.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones Nº60

Estamos preparando un banco de diluciones a partir de una disolución de HCl con una riqueza del 50%. Nos piden que preparemos 4 tubos con un factor de dilución 2, con 2 ml de agua destilada en cada tubo. ¿Cuál es la riqueza de la disolución del cuarto tubo?

Si el factor de dilución es 2, significa que tendremos que diluir cada tubo a 1/2 con agua destilada. Como hay 2 ml de agua destilada en cada tubo, significa que tendremos que extraer 2 ml de la disolución madre, echarlos en el tubo 1, homogeneizar, extraer 2 ml de la disolución del tubo 1, echarlos en el tubo 2, homogeneizar… y así hasta llegar al tubo 4.

Para saber la riqueza de la disolución del tubo 4 realizaremos los cálculos sabiendo que el 50% de riqueza equivale a 1/2 en fracción.

Epílogo de la sexta entrega de problemas resueltos de disoluciones y diluciones

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

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