Concentracin de las disoluciones .Problemas de dilucin

Jnai1 ~Tos 1'enre ; S+lruube~

AZDIB

IES" Doctor Fleming" de Oviedo .-Departamento de Fsica y Qumica

/DAA

Tanto por ciento

Cul ser el tanto por ciento de una disolucin quecontiene 50 g de cloruro sdico en 200 gde agua?

100 m s

100 (50 g)p

m,s + %

(50g) + (200 8) =20%

Cuntos gramos de una disolucin al 5% de sulfato sdico necesitamos para que contenga 1,5 g deNa2SOL?

m = (1, 5 g Na2S04 ) x100 g disoluc . = 30 g disolucin5 g Na2SOa

Cul ser la concentracin de hidrxido sdico expresada en tanto por ciento, que se obtiene aldisolver 5 gramos de sodio en 100 gramos de agua?

2 Na + 2 H2O- 2 NaOH + H21Hidrxido sdico formado (sol uto) :

1 t - g Na

2 mol NaOH

39,999 g NaOHms = ( 5 g Na) x 22,991 g Nax

2 t - g Na

x

1 mol NaOH

-8699 g NaOH

Agua consumida:

1 t - g Na

2 mol H2O

18,016 g H2Om, = (5 g Na) x 22,991 g Na

x2 t- g Na

x

1 mol H2O

=3,918 g H2O

Agua sobrante (disolvente) :

Molaridad

m,, = (100 g) - (3,918 g) = 96,082 g H90100 m

100 (8, 699 g)ms + md

(8,699 g) + (96,082 g)

'

Qu molaridad tiene una solucin quecontiene 58,8 g de yoduro de calcio por litro?

58,8 g Cale

1 mol Cale1 litro disoluc .

x239,9 g Cal 2 =

0, 2 mol / 1

Una solucin 2 Molarde nitrito de sodio, cuntos gramos de soluto por litro contiene?

_ 2 mol NaN0268,999g NaN02m

1 litro disoluc .x

1 mol NaN02

= 137,998 g / 1

,luan .los S'ure - Menndez.-Ejercicios de Fsica yQumica;

Concentracin de las disoluciones

2

Cul ser la molaridadde unadisolucin de cido clorhdrico que contiene 100 g de soluto en 4 litrosde disolucin?

100 g HCl

x

1 mol HCl

= 0,686 mol / 14 litros disoluc .

36,465 g HCl

Cul es la molaridad de una solucin que contiene 3,22 g de alcohol etlico, CH3CH20H, en 200 mlde disolucin?

3,22 g CH3CH20H x

1 mol CH3CH20H

x 1000 ml disoluc . = 0,35 mol / 1200 ml disoluc .

46,07 g CH3CH,OH

1 litro disoluc

Reaccionando 200 ml de una disolucin de cido sulfrico con un exceso de aluminio se obtienen4,76 gde sulfato alumnico. Cul es la molaridad de la solucin cida?

2 Al + 3 H2S04 - A12(S04)3 + 3 H2 T

4,76 g Al 2 (S04)3 x

1 mol Al 2(S04)3

x 1000 ml disoluc . = 0,205 mol / 1200 ml disoluc .

342,158 g Al 2(S04 )3

1 litro disoluc

Para preparar 1 litro de solucin 0,8 M de cido sulfrico, qu cantidad de ste y de agua habr quetomar?

m = (1 litro disoluc . ) x 0,8mol H2SO4 x 98,082 g H2S04 _ 78,466

g H2S041 litro disoluc .

1 mol H2S04Se toma la cantidad de disolucin concentrada de cido sulfrico precisa para que contenga

exactamente 78,466 g de cido puro . Se aade sobre una cierta cantidad de agua y, finalmente, seaade msagua hasta enrasar en un matraz aforado, un volumen de 1 litro atemperatura ambiente .

Hay que preparar 24 litros de disolucin de sulfito de sodio 6 M. Qu operaciones habr querealizar?

6 mol Na2SO3

126,048 gNa2S03m = (24 litros) x

1 litro

x

1 mol Na2S03

= 18.150,9 g Na2S03

Se pesan 18.150,9 g de Na2S03 y se disuelven en la suficiente cantidad de agua, de modo que eltotal de la solucin ocupe 24 litros .

Qu cantidad de sosa es necesaria para preparar medio litro de solucin 3,5 M?

3,5 mol NaOH

39,999 g NaOHm = (0,5 litros) x

1 litro

x

1mol NaOH

= 69,998 g NaOH

ai~ Paso de concentracin centesimal a molaridad

Una disolucin de cido sulfrico al 98%, cuya densidades 1,8 g/cm 3 , qu molaridad tendr?

_ 98 g H2SO41mol H2SO4

1,8g d.

1000 cm3 d.100 g disoluc

x 98,082 g H2S04 x l cm3 d. x

1 litro d .

= 17,98 mol / 1

Cul ser la molaridad de una solucin de cido clorhdrico al 37,23%, cuya densidades 1,19 g/cm 3 ?

_

37,23 g HCl

1 mol HCl

1,19 g d.

1000 cm3 d .100 g disoluc . x 36,465 g HCl

x 1 cm3 d. x

1 litro d .

= 12,15 mol / 1

,/uan .los Surez Menndez.-1:jercicios de Fsica y Qumica:

Concentracin de las disoluciones

Cul ser la molaridad de unadisolucin de sulfato potsico al 10% de 1,08 g/cm3 de densidad?

_ 10 g K2SO4

1 mol K2SO41,08g d.

1000 cm3 d .m

100 g disoluc . x 174,266 g K2SO4x

1 cm3 d. x

1 litro d .

= 0,62 mol / 1

u!I' Molalidad

Cul es la molalidad de una disolucin que contiene 22,5 g de glucosa, C6Ht20f disuelta en 500 gde agua?

22,5 9 C61-11206

1 mol C6H1206

__0,5 kg disoly .

x180,162 9 C61-11 206 ~~

25 molal

Calcularla molardadyla molalidad de una disolucin al 2% en peso de hidrxido sdico .

_

2 g NaOH

1 mol NaOH

1000 rrll disoluc .100 nml disoluc . x 39,999 g NaOH

x

l litro disoluc .

_ ~~5 molar

_

2 g NaOH

1 mol NaOH

_0,098 kg disolv . x 39,999 g NaOH -

0, 51 molal

Una disolucin de cido sulfrico de densidad 1,25 contiene el 28% en peso de H?S04. Calcula lamolaridad yla molalidad.

JV(- 28 g H 2 SO4

x

1 mol H2S04

x 1,25 g d . x 1000 cm3 d . __ 3 57 molar100 g disoluc

98,082 g H,S041 cm3 d.

1 litro d.

_ 28 g H2SO41mol H2SO 41000g disolv .72 g disolv . x 98,082 g H2SO4

x

1 kg disolv .

= 3~ 95 molal

uW Fraccin molar

3

Calcular la fraccin molar de cada uno de los componentes de una solucin que contiene 144 g deagua y 64 g de alcohol metlico, CH30H .

144 g H2OAgua: li d =

= 7,993 g H2O18,016 g H,0 / mol

64 g CH30HAlcohol metlico : ns = 32,043 gCH30H / mol - 1,997

mol CH30H

Fraccin molar del soluto : x s =

n`

_

1,997

= 0,1999ns + nd1,997+ 7,993

Fraccin molar del disolvente : xd =

+n .,

nd = 1,997 , 997 993 - 0,8001n

.Iuan,losSurez Menndez.-Is:jerci(.-ios de Fsica y Qumica:

Concentracin de las disoluciones

4

Una solucin contiene 23 gramos de glicerina, C3HgO3, 10,89 g de alcohol metlico, CH30H, y97,38 g de agua . Calcular la fraccin molar de cada uno de los componentes de la disolucin.

Glicerina:

n, =

23 g C3H803

-0,2497 mol C3H80392,097 C3H803 9 / mol

Alcohol metico:

n 2 =

10,89 g CH30H

= 0,3399 mol CH 30H32,043 g CH30H / mol

97,38 g H2OAgua:

n 3 =

=1 g, 016 g H,,0 / mol

-5,4052 mol H2O

de glicerina, C3Hx03 .

n,

0,2497Fraccin molar de la glicerina: xl =

-

= 0,0417nl + n, + n3_

0,2497 + 0,3399 + 5,4052

Fraccin molar del metanol:

x2

n2=

_

0,3399

= 0,0567n, + n, + n30,2497+ 0,3399 + 5,4052

Fraccin molar del agua:

x3 =

n3

-5,4052

= 09016n, + n2 + n30,2497+0,3399 + 5,4052

Calcularlafraccin molar de cada unode los componentes de una disolucin acuosa al 4,6% en peso

Glicerina:

n

4,6 g C314803

_s = 92,097 C311803 9 / mol -

0' OS molCH803

95,4 g H2O

_Agua:

n ~i =

518,18,016 g H20 / mol

>3 mol H2O

Fraccin molar de la glicerina: xs =

ns

=

0,05

= 0 0095ns + n,,

0,05+5,3

~Fraccin molar del agua:

xd _

n,

_

5,3

= 0,9905ns + nd0,055,3

aW Problemas generales sobre concentraciones

Se quieren preparar 6 litros de una disolucin 0,125 Mde cido sulfrico a partir de : a) cido puro ; b)unadisolucin al 63%, cuya densidad es 1,7 g/cm3 . Qu cantidad habrquetomar en cada caso.

0,125 mol H2SO498,082g H2SO4

6m= (6 litros ) x

1 litro

x

1 mol H2S04

= 73, 5

g H2S04

100 g disoluc .

1 cm3 disoluc .b) V = (73,56 g H2S04 ) x

x

= 68,68 cm~3d.

63 g H2SO41,7g disoluc .

Juan,/os Surez. Menndez.-F_:jerci(-ios de Fsica y Qumica:

Concentracin de las disoluciones

5

"

Para preparar 2 litros de disolucin 0,5 M de cido clorhdrico, se dispone de una disolucin delmismo de densidad 1,19 g/cm3 y concentracin 37,23% . Calclese, en gramos y centmetros cbicos,la cantidad que se necesita de esta ltima.

0, 5 mol

34,465 g HCl

100 g dis . conc .a) rn = (2 litros ) x

x

x

= 97,92 g dis . conc .litro

1 mol H01

37,23 g HCl1 m3c

b) V = (97,92 g dis . conc.) x 1 19 g =82,29 cm3 dis . conc .

Se toman72 g de cido actico, CH3000H, y se disuelven en un poco de agua, completando luegocon ms agua hasta los 600cm3 , de los cuales se toman posteriormente 100 cm3 , a los que se aadenprimero 200cm3 de otra disolucin 4Molar del mismo cuerpo y despus 200 cm3 de agua . Cul serla molaridad de esta ltima solucin?

Primera disolucin :

_ 72 g CH3000H

1 mol CH3000H

1000 cm3600 cm 3

x 601 0-54 g CH,COOH x

1 litroLeyde dilucin : V 1)141 + V2)'42 + 13)'43 = VV14

VIMI+ V2)W2 + V3/Vj3 -_

V I + V2 + V3

(100 cm3 )(1,998 mol / 1) + (200 cm3)(4 mol / 1) + (200 cm3 )(0)

= 1, 998 mol / 1

(100 cm3) + (200 cm3 ) +(200 cm 3 )2mol/1

"

A 100 cm3 de solucin de cido sulfrico al 98% (densidad = 1,$ g/cm3 ) se agregan 200 cm3 deagua . Transportando el conjunto, se vierten 50 cm 3 de esta solucin, que se reemplazan por 50 cm3de agua. Avergese la molaridad final de la solucin resultante .

Primera disolucin :

_ 98 g H2SO 41mol H2SO4

1,8 g d .

1000 cm3 d./Vh

100 g disoluc x 98, 082 g H2SO4 x 1 cm 3 d . x

1 litro d .

= 17,98 mol / 1

Segunda disolucin : V1)W1 + V2)W2 = VTN4'

_ V1MI + V2)V12 _ (100 cm 3)(17,98 mol / 1) + (200 cm3 )(0)/

V I + V2

(100 cm3) +(200 cm3)

= 5> 99 mol / 1

Tercera disolucin : 1V11' + 14)'14 = VT)W"

_ V3M + V4)Vl4 _ (250 cm3 )(5,99 mol / 1) + (50 cm3 )(0)UVI

V3 + V4(250cm3 ) + (50 cm 3) =4,99 mol / 1

Juan Jos Surez Menndez.-Ejercicios de Fsica y Qumica:

Concentracin de las disoluciones

6

Semezclan 500cm3 de solucin de sulfato de sodio 1,5 M con 300 cm3 de solucin 4M del mismocuerpo y 200cm3 de agua. Averiguar la molaridad de la mezcla final .

VIMI +V2M2 + V3M3V i +V2 +V 3

(500 cm3 )(1,5mol / 1)+(300 cm3)(4mo1 / 1)+(200cm3)(0)= 1,95 mol / 1

(500 cm3) + (300cm3 ) +( 200 cm3)

A 400 cm3 de nitrato de calcio 2,5 M se aaden 2 litros de solucin 1,5 M del mismo cuerpo . Lasolucin resultante se divide en dos partes iguales; aunade ellas se le agrega 1 litro de agua y a la otra200cm3 de solucin 0,75 M del mismo cuerpo. Despus de estas operaciones se vuelven a reunir lasdos partes en una solucin. Qu molaridad tendr?.

Puesto que, al final, se juntan todas las partes, se trata de un problema simple de dilucin :

~_~-WIV 1 +~"ZVz+MIV3 +)1W4V4

VI +VZ+V3+VI

(400 CM 3 )(2,5mol / 1)+(2000cm3)(1,5mo1 I1)+(1000cm3)(0)+(200CM 3)(0,75mol / 1)(400 cm 3)+(2000cm3 )+(1000cm3 )+(200 cm3)

= 1,15 mol / 1

Al colegio de la villaLlev su hijo un labradorDiciendo : -Vengo con steTocante a la educacin-Sabe leer?-Ni una letra.-Escribir su nombre?-No .-Entonces, amigo mo,Como el trabajo es atroz,Me dar usted doce durosPor todo. -C! No los doy.En igual precio me vendenUn burro.-Pues lo mejorEs que compre usted el burro,Y con eso tendr dos.

Manuel de PolancoBlanco y Negro, nmero 1

Domingo, 10 de mayo de 1891

Disoluciones

El Abactrim es un medicamento empleado contra las infecciones comunes, como losresfriados, y tiene la siguiente composicin por cada 5 ml de suspensin : 40 mg detrimetropina, 200 mg de sulfametoxazol, 5 mg de sacarina sdica, [excipiente: etanol yotros c.s . (en cantidad suficiente)] . Cules son los principios activos del medicamento?Cul es el excipiente? Qu diferencias hay entre una disolucin y una suspensin?Cul ser la concentracin de la sustancia sulfametoxazol expresada en gramos/litro?.

Los principios activos del Abactrim son la trimetropina y el sulfametoxazol . Lasacarina sdica acta slo como edulcorante. El excipiente en este caso es el etanol ynormalmente el agua. Las iniciales "c .s" indican "cantidad suficiente" paracompletar el volumen (o masa) a que hace referencia la concentracin. En este caso,la cantidad suficiente para completar 5 mi .

La disolucin es un sistema homogneo y se encuentra en un solo estado deagregacin, generalmente lquido . El soluto est disgregado al nivel de molculas, lascuales estarn mezcladas homogneamente con las del disolvente . En la suspensin, elsoluto est en forma de partculas slidas o gotitas lquidas, repartidashomogneamente entre el disolvente . Si se filtra la disolucin, el soluto pasa elfiltro . Si se filtra la suspensin, el soluto queda retenido en el filtro, en el caso deque sean partculas slidas.

C _ 200 mg Sulfametoxazol x1

1000 n-d

40 g SulfametaoxazoF litroS ml disolucin

IODOmg

1 litro

La amoxicilina es un antibitico que puede venir preparado en forma de suspensin deconcentracin 50 mg/cm3 . La dosis mxima recomendada para un nio es de 50 mg/kgde peso cada 24 horas, repartidos en tomas cada 6 horas. Calcula cuntos cm3 desuspensin pueden administrarse al da, y cuntos en cada toma, a una nia de 25 kg depeso .

En primer lugar hay que calcular cuntos mg de amoxicilina puede tomar la nia porda. Como la dosis tolerada' es de 50 mg/kg de peso, la cantidad total de amoxicilinaque puede tomar ser de (50 mg A/kg) (25 kg) = 1 .250 mg = 1,25 g . Como laAmoxicilina va mezclada en una suspensin riquida hay que calcular el volumen desta preciso para que contenga 1,25 g del principio activo :

V = 1.250 mg Amoxicilina x501--mgcm 3 suspensin

25 cm3 supensin

Es decir, la nia debe tomar 25 cm3 de suspensin lquida al da, que contendrn los1 .250 mg de Amoxicilina que necesita (el resto es agua). Como la cantidad total deberepartirse en 4 tomas, en cada toma deben drsele: 25 cm3/4 = 6,25 cm3 desuspensin lquida .

' L.as dosis de los prospectos son las dosis mximas recomendadas y slo pueden ser modificadas si lo consideraoportuno el mdico.