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SEMINARIO 10 SOLUCIONES

http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/blb_la/chapter13/deluxe.html

1. Ordene las soluciones siguientes en términos de magnitud creciente de interacción: (i) CCl4 en benceno (C6H6) (ii) CaCl2 en agua (iii) alcohol propílico (CH3CH2CH2OH) en agua.

2. ¿Cuál compuesto de cada par es probablemente más soluble en agua? (i)

CH3CH2CH2CH2OH o CH3CH2OH (ii) CCl4 or CaCl2 (iii) C6H6 o C6H5OH (fenol). 3. ¿Cuál compuesto de cada par es probablemente más soluble en hexano, C6H14? (i)

CH3CH2CH2CH3 o CH3CH2OH (ii) CCl4 or CaCl2 (iii) C6H6 o C6H5OH (fenol). 4. Calcule el porcentaje en masa de CaCl2 en una solución que contiene 16.5 g de CaCl2 en

456 g de agua. 5. Calcule la fracción molar de alcohol metílico, CH3OH, en las soluciones siguientes: (i) 8.50

g CH3OH en 224 g H2O (ii) 65.2 g CH3OH en 144 g CCl4 6. ¿Cuál es la molaridad de cada una de las soluciones siguientes?(i) 10.5 g de NaCl en

0.350 L de solución(ii) 40.7 g LiClO4 • 3H2O en 125 mL de solución 7. La densidad del acetonitrilo, CH3CN, es de 0.786 g/mL, y la densidad del metanol, CH3OH,

es de 0.791 g/mL. Se prepara una solución disolviendo 15.0 g de metanol en 250.0 mL de acetonitrilo. Suponiendo que los volúmenes del soluto y del disolvente son aditivos, ¿cuál es la molaridad del metanol en la solución?

8. Calcule el número total de moles de iones presentes en cada una de las soluciones

siguientes: (i) 400. mL de 0.240 M MgBr2 (ii) 3.00 L of 0.0400 M Na2CrO4 9. La solubilidad del Cr(NO3)3 • 9H2O en agua a 15°C es de 208 g por 100 mL de solución.

¿Está saturada, sobresaturada o no saturada una solución 1.22 M de Cr(NO3)3 • 9H2O en agua a 20°C?

10. ¿Cuál de las mezclas siguientes no es una solución?

Aire, vodka, latón, leche, amoniaco casero, agua salada

11. ¿Cuál o cuáles de las sustancias siguientes son solubles en tetracloruro de carbono, CCl4? (i)CHCl3 (ii) C6H6, benceno (iii) C2H5OH (iv) C5H18, componente de la gasolina

12. ¿Cuál o cuáles de las mezclas siguientes forman una solución, es decir, son solubles? (i)

NaCl en líquido NH3 (ii) C3H8 en C8H18 (iii)CH3Cl en C2H5OH (iv) H2O en líquido H2S 13. ¿Cuál es la concentración en ppm de 0.042 g de CO2 en 120 g de nitrógeno, N2, y 30.0 g

de oxígeno, O2, todos presentes en forma de gas? 14. ¿Cuál es la fracción molar de etanol, C2H5OH, si se disuelven 25.0 g de él en 100.0 g de

agua? 15. ¿Cuál es la molaridad de 25.0 g de KBr en 456 mL de solución acuosa? 16. ¿Que molaridad de iones CuSO4 • 5H2O en solución se obtiene al disolver 22.2 g de Cu

2+

en 650 mL de solución? 17. Un anticongelante para automóvil se compone de 445 g de etilenglicol, C2H4(OH)2, y 400.0

g de agua. Su densidad es de 1.072 g/mL. ¿Cuál es la molaridad del etilenglicol? 18. Calcule el número de moles de cada uno de los iones presentes en 600 mL de una

solución 0.25 molar de BaCl2 • 2H2O solución.

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19. ¿Cuál de las aseveraciones siguientes es incorrecta?

la solubilidad de los alcoholes en agua se incrementa a medida que el número de átomos de carbono del alcohol aumenta

cuanto mayor es el número de grupos hidroxilo (OH) de un alcohol, más soluble es el mismo en agua

los gases siempre son menos solubles en agua conforme la temperatura aumenta

por lo general, pero no siempre, la solubilidad de los sólidos en agua aumenta con la temperatura

a medida que los lagos se calientan, se disuelve menos oxígeno, lo cual afecta de modo adverso a los peces

20. Una solución 2.45 M de ácido sulfúrico, H2SO4, tiene una densidad de 1.15 g/mL a 20°C. ¿Cuál es la molalidad a esta temperatura? Por otra parte, ¿cambia la molaridad o la molalidad si se eleva la temperatura a 30°C?

21. ¿Cuál es la concentración porcentual de ion cloruro en una solución que contiene 35.0 ppm

de cloruro? 22. Se preparó una solución disolviendo cloruro de calcio en agua y diluyendo a 500.0 mL. Si

esta solución contiene 44 ppm de iones cloruro, ¿cuál es la concentración de iones calcio? 23. ¿Qué concentración molar de Cl

−(ac) se puede obtener de la disociación total de 1.0 M

AlCl3? 24. ¿Qué molaridad de MgCl2 se requiere para tener [Cl

-] = 0.782? (Suponga que la disociación

es total.) 25. La molalidad de nitrato de plomo en una solución de (NO3)2 (densidad: 1.202 g/mL) es de:

0.476 m, 1.928 m, 0.819 m, 0.755 m o de 0.650 m 26. ¿Cuál es la molaridad de una solución preparada disolviendo 25.2 g de CaCO3 en 600 mL

de una solución acuosa? 27. Se prepara una solución disolviendo 15 g de NH3 en 250 g de agua. La densidad de la

solución resultante es de 0.974 g/mL. Calcule la fracción molar de NH3 en esta solución. 28. Se prepara una solución disolviendo 23.7 g de CaCl2 en 375 g de agua. La densidad de la

solución resultante es de 1.05 g/mL. Calcule la molaridad de Cl- en esta solución.

29. ¿Cuál es la fracción molar de He en una solución gaseosa que contiene 4.0 g de He, 6.5 g

de Ar y 10.0 g de Ne? 30. Calcule la fracción molar de urea (PM = 60 g/mol) en una solución preparada disolviendo

16 g de urea en 39 g de H2O. 31. ¿Cuál es la concentración de una solución de H3PO4 si 20.0 mL de ella reaccionan con

10.0 mL de una solución de NaOH de acuerdo con la ecuación siguiente: H3PO4(ac) + 2 NaOH(ac) --> Na2HPO4(ac) + 2 H2O(l)

32. ¿Cuál de los compuestos siguientes debe ser el menos soluble en tetracloruro de carbono,

CCl4? C6H14, C3H8, Br2 y CH3CO2H 33. ¿Cuál de las sustancias siguientes es la más soluble en agua? Ar, PH3, CH4 y NaCl

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34. La producción de gaseosas es en realidad, una actividad rutinaria. Se sigue una receta

dependiendo del sabor de la gaseosa y se realiza la producción a gran escala, la cual luego es analizada para que los ingredientes se encuentren dentro de lo estipulado. Una vez analizado y confirmado el contenido, se envasa y se vende. No es de extrañar que la producción sea barata, dado los bajos costos con los que se venden estas bebidas (dependiendo de la marca).

La siguiente es una receta para preparar una gaseosa con sabor a piña. El contenido de la gaseosa es principalmente, saborizantes, colorantes y vitamina C. SOLUCIÓN “I”: SABORIZANTE

El sabor a piña es preparado a partir de un éster (compuesto orgánico) que tiene distinto sabor según su estructura. Para obtener el sabor a piña se disuelven 4,5 gramos de pentanoato de propilo, C8H18O2, en 1,34 gl de agua (densidad del agua = 1 g /mL).

▪ Expresa la concentración de esta solución en M y en % en peso

SOLUCIÓN “II”: COLORANTE

El colorante se prepara utilizando algún compuesto orgánico que, al disolverse en agua, dé color amarillo. Para esto primero se disuelve el colorante en etanol (debido a que es más soluble en este líquido) y luego se diluye con agua. El colorante que se usa es la tartrazina, C6H4O3N, y se prepara agregando 2 g de esta sustancia a medio litro de etanol, C2H5OH, densidad = 0,88 g/mL. Luego se diluye agregándole agua hasta un volumen total de 5 L para formar la solución “II”.

Calcula:

▪ La molaridad inicial de la solución (cuando se disuelve en el etanol),

▪ La molaridad del colorante en la solución “II”.

▪ La fracción molar de todos los componentes de la solución “II”.

SOLUCIÓN “III”: VITAMINA C

La vitamina C es un compuesto orgánico que tiene un peso molecular de 164,1 uma. Se preparan 3 L de la solución “III” disolviendo en agua la vitamina C hasta que alcance una concentración 0,000218 M. Calcula:

▪ Cuantos gramos de vitamina C se disolvieron

▪ Expresa su concentración en ppm, la densidad de la solución es 1,01 g/mL.

Finalmente la gaseosa es preparada combinando diversos volúmenes de cada una de las soluciones preparadas previamente. Así, para preparar una gaseosa de 300 mL se utiliza la siguiente receta:

Solución “I”: 100 mL Solución “II”: 20 mL Solución “III”: 180 mL

Determina en una botella de gaseosa de 300 mL, la molaridad del colorante, el

saborizante y la vitamina C.

(Dato: 1 gl = 3,785 L)

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35. El aceite de cinamón, obtenido de las ramas y hojas de árboles de canela que crecen en

las zonas tropicales, se utiliza en la producción de condimentos para alimentos, perfumes y cosméticos. Su constituyente principal es el aldehído cinámico, C9H8O:

Las investigaciones han demostrado que las soluciones que contienen una concentración elevada de aldehído cinámico ocasionan severas irritaciones en la piel, es por eso que las concentraciones presentes en los perfumes deben ser bajas. Para soluciones de aldehído cinámico en etanol, C2H5OH, la concentración límite esta dada por la proporción molar de 1 á 45 respectivamente.

En el laboratorio de producción de una reconocida marca de perfumes, se ha elaborado una nueva formulación la AXA, que está a punto de salir al mercado. La única prueba que les falta realizar a los analistas de control de calidad es la de determinar si AXA cumple con las especificaciones requeridas para evitar las irritaciones a la piel.

Para preparar 5 galones de AXA se mezclaron 780 mL de aldehído cinámico con etanol, C2H5OH. Se sabe que la densidad del aldehído cinámico es 0,7 g/mL y la densidad del etanol es 0,791 g/mL.

1) De acuerdo a la información determina: i) Cuál es la molaridad de AXA. ii) Cuál es la fracción molar del soluto y el solvente. iii) Si podrá lanzarse al mercado AXA con la garantía de no ocasionar irritaciones a la

piel. Los químicos buscaron un derivado del aldehído cinámico, de fórmula C9H10O, con propiedades similares pero que no causa irritaciones a la piel. Éste se prepara haciendo reaccionar aldehído cinámico, C9H8O, con hidrógeno gaseoso, H2, según la reacción:

C9H8O(ac) + H2(g) C9H10O(ac)

2) Para obtener el derivado C9H10O, se hacen reaccionar 15 L de aldehído cinámico 3,5 M con 30,7 moles de hidrógeno gaseoso. Determina:

i) La cantidad en gramos, que se obtendrá del derivado C9H10O, considerando un rendimiento del 90 %.

ii) El derivado se utiliza en soluciones acuosas al 3,5 % en peso, indica la cantidad requerida del derivado para preparar 1 L de esta solución. Densidad de la solución: 1,08 g/mL.

iii) Se desea preparar 2 L de una solución de 0,1 M del derivado utilizando la solución al 3,5 % en peso, ¿qué volumen de la solución se requerirá?

Datos: Masas Molares (g/mol): C2H5OH : 46, C9H8O : 132, C9H100 : 134, 1 gl = 3,785 L

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