ESTEQUIOMETRÍA PREPARACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN LAS DISOLUCIONES QUE






PREPARACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN

ESTEQUIOMETRÍA

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Preparación de una disolución


Las disoluciones que mayor interés tienen son las líquidas, en las que un soluto sólido o líquido se disuelve en un disolvente, generalmente el agua. Por ello se distinguen dos casos:


  1. Soluto sólido y disolvente líquido:


El procedimiento consiste en pesar en una balanza la cantidad apropiada del soluto, para, a continuación, disolverlo dentro de un matraz en una pequeña cantidad del disolvente con ayuda de un agitador, y realizando un pequeño calentamiento –si es necesario- para favorecer el proceso de disolución. Una vez disuelto el soluto se enrasa el matraz, añadiendo más disolvente, hasta alcanzar el volumen deseado, para así obtener la concentración de la disolución requerida.


  1. Soluto y disolventes líquidos


El procedimiento es similar al anterior, únicamente la medida de soluto debe ser también en volumen. La dificultad de este caso reside en que en los laboratorios se utilizan muchos gases en forma de disoluciones líquidas, por lo que muchos solutos de partida son realmente otras disoluciones. Por ejemplo, el ácido clorhídrico puro es un gas y el HCl comercial que llega a los laboratorios es una disolución tipo de ácido clorhídrico en agua, por lo que la primera tarea es determinar la cantidad de HCl puro del que se dispone, antes de proceder al cálculo de la concentración de la disolución deseada.

Ejemplo del apartado a)

Prepara una disolución 0,15 molar de hidróxido sódico en agua, disponiendo para ello de un matraz de 100 ml e hidróxido sódico comercial en forma de lentejas de una riqueza del 95 %.

Para ello, hay que calcular la cantidad de hidróxido sódico en gramos que se necesita para obtener la disolución de concentración deseada.


Puesto que la masa molecular del hidróxido sódico es igual a 40 g/mol y la

m/M

molaridad= ------------- resulta m=0,15 mol/l. 40 g/mol.0,1l= 0,60 g de Na OH

V


Pero el hidróxido sódico comercial está impurificado , y, como lo que necesitamos es una cantidad de 0,6 g de NaOH, entonces se precisa una cantidad mayor, de forma que:

100 g de Na OH impuro 95 g de NaOH puro

--------------------------------- = ------------------------------- x=0,63 g

x g Na OH impuro 0,60 g de NaOH puro


Luego se necesitan 0,63 g de NaOH comercial.

De esta forma, se pesa en una balanza de precisión 0,63 g de NaOH comercial, depositándolo en un vidrio de reloj, que previamente habremos tarado. A continuación, se vierte el NaOH con un embudo en el matraz aforado, lavándolo después con agua destilada, para arrastrar los restos de NaOH dentro del matraz. Posteriormente, se añade agua destilada en el matraz, se agita y se calienta suavemente, para favorecer el proceso de disolución. Una vez disuelto el hidróxido sódico, se llena el matraz aforado con agua destilada hasta enrase que indica los 100 ml y, de esta forma, se obtiene una disolución de NaOH 0,15 molar.



Ejemplo del apartado b)

Prepara 250 cm3 de una disolución de ácido clorhídrico 2 molar, sabiendo que el frasco del laboratorio de HCl tiene las siguientes indicaciones :densidad 1,18 g/cm3 y riqueza del 35 %.


La masa molecular del HCl es 36,5 g/mol, entonces:


m

---------------------

36,5 g/mol

2mol/l=--------------------------- m=18,3 g

0,250 l


que se requieren para obtener 250 cm3 de disolución de HCl 2 molar, supuesto una riqueza del ácido del frasco del 100 %.

Puesto que la riqueza el del 35 %, entonces la cantidad de HCl que se necesita es:

100

X= 18,3 . -------= 52,3 g

35

Y como en los líquidos es más fácil medir volúmenes que masas entonces:

M 52,3 g

d=------- V=----------------------= 44,3 cm3 es el volumen que

v 1,18 g/cm3

ocupan 52,3 g de HCl.


De esta forma, se mide con una pipeta graduada, perfectamente limpia y seca, 44,3 cm3 del ácido clorhídrico del frasco, se vierten luego en un matraz aforado y se completa el volumen con agua destilada hasta enrasar a 250 cm3, para obtener así 250 cm3 de una disolución de HCl 2 molar.



13.1.- Un litro de agua contiene 43,50 g de sacarosa. Si la densidad de la disolución es 1,015 g/cm3, calcula su composición en :


  1. % en masa-volumen (4,35%)

  2. % en masa (4,29%)


13.2.- Una disolución de ácido sulfúrico en agua tiene una densidad de 1,045 g/cm3. Si la cantidad existente del ácido en un litro de disolución es 99 g, determina la molaridad de la disolución y la fracción molar del ácido y del disolvente.(1,01 mol/l; 0,02 y 0,98).


13.3.- Se disuelven 50 g de ácido sulfúrico en 200 g de agua resultando una disolución de densidad 1,12 g/cm3. Calcula:

  1. La normalidad de la disolución.(4,57 eq/l)

  2. Su molalidad (2,55 mol/kg)


13.4.- Se mezclan 500 ml de una disolución de cloruro de magnesio (II) 0,2 M con 300 ml de otra disolución de la misma sal, pero de concentración 0,8 M. Calcular la concentración molar de los iones cloruro y magnesio (II) en la mezcla (selec 96-27 Mg 0,42 mol /l y Cl 0,48 mol/l).


13.5.- a) Calcular las cantidades de HNO3 al 60% y al 20% que han de mezclarse para obtener 900 g de HNO3 al 35%. (337,5 g de 60% y 562,5 g de 20%)

  1. Calcular la fracción molar de HNO3 en esta última disolución. (0,13, selec 96-34).

13.6.- En 1 Kg de agua se disuelven 725 litros de gas amoníaco, medidos a 20º C y 744 mm de Hg. La densidad de la disolución obtenida es de 0,882 g/ml. Calcular:

  1. La concentración en g/l.

  2. La molaridad.

  3. La molalidad

R=0,082 atm l/K mol, masas atómicas N=14, H=1 (Selec 96-57295 g /l, M=17,3 y m=29,5).


13.7.- Se `prepara una disolución disolviendo 54,9 g de hidróxido de potasio en la suficiente agua para obtener 500 ml de disolución de densidad 1,09 g/cm3. Calcular:

  1. La molaridad del hidróxido potásico. (1,96 )

  2. El volumen de disolución de hidróxido potásico necesario para preparar 500 ml de disolución 0,1 M.(selec 96-81, 25,5 ml).


13.8.- En 300 ml de una disolución de ácido nítrico hay 200 g de este ácido. Calcular la molalidad de la disolución sabiendo que su densidad es 1,025 g/ml. Selec 96-162, 29,5).


13.9.- El ácido sulfúrico puede obtenerse a partir de la tostación de la blenda (mineral cuyo componente principal es sulfuro de cinc), según el proceso:


sulfuro de cinc + oxígeno ------ óxido de cinc + dióxido de azufre

dióxido de azufre + oxígeno---- trióxido de azufre

trióxido de azufre + agua-------- ácido sulfúrico


  1. ¿Cuántos Kg de blenda, con un 53% de sulfuro de zinc, se necesitan para obtener 200 Kg de ácido sulfúrico 3,15 M?. Densidad del ácido sulfúrico 1,19 g/ml. 51,47 Kg

  2. ¿Qué volumen ocupa el oxígeno necesario en la primera etapa, o de tostación, medido a 20º C y 3 atm?.6,37. 103 l

  3. ¿Cuál es la molalidad y tanto por ciento en peso del ácido sulfúrico obtenido?. (selec 96- 42, 3,57 ; 25,9%)


13.10.- Un globo se llena con hidrógeno procedente de la reacción siguiente:


CaH2 (s) + H2O (l)ESTEQUIOMETRÍA PREPARACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN LAS DISOLUCIONES QUE Ca(OH)2 (ac) + H2 (g)


  1. Ajustar la reacción.

  2. ¿Cuántos gramos de hidruro de calcio harán falta para producir 250 ml de hidrógeno, medidos en condiciones normales, para llenar el globo?.(0,23 g)

  3. ¿Qué volumen de HCl 0,1 M será necesario para que reaccione con todo el hidróxido de calcio formado?. 112 ml

  4. ¿Qué volumen adquirirá el globo si asciende hasta una zona donde la presión es de 0,5 atm y la temperatura -3º C?. 366 ml (selec 96-154).

13.11.- a) Calcule la pureza de una muestra de sodio metálico, sabiendo que cuando 4,98 g de la misma reaccionan con agua producen hidróxido sódico y se desprenden 1,4 l de hidrógeno medidos a 25º C y 720 mm de Hg de presión. 49,4%.

b) Calcule la molaridad de la disolución de hidróxido resultante, si el volumen total de la misma es de 199 ml. (selec 97-18, 1,1 M)


13.12.- Se desea neutralizar una disolución que contiene 4,8 g de hidróxido magnésico. Para ello se dispone de tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno comercial del 98% en peso de pureza y 1,83 g/cm3 de densidad. Calcular:

  1. Molaridad de dicho ácido.18,3 M

  2. ¿Qué volumen del mismo se gastará en la reacción de neutralización?.4,5 cm3

  3. ¿Cuántos gramos de ácido puro serán necesarios para la reacción de neuralización?.(selec97-95) 8,04 g.


13.13.- ¿Cuál es la molalidad de una disolución acuosa en la que la fracción molar del soluto es 0,1? (selec97-9)6,2


13.14.- a) Calcule la pureza de una muestra de sodio metálico, sabiendo que cuando 4,98 g de la misma reaccionan con agua producen hidróxido de sodio y se desprenden 1,4 l de hidrógeno medidos a 25º C y 720 mm de Hg de presión.49,4 %

b) Calcule la molaridad de la disolución de hidróxido resultante, si el volumen total de la misma es de 199 ml. (selec 97-18) 1,1M




13.15.- Se toman 100 ml de una disolución de HNO3, cuya riqueza es del 42 % y su densidad 1,85 g/ml, y se diluyen hasta obtener un litro de disolución, cuya densidad es 0,854 g/ml. Calcular:

  1. La fracción molar de HNO3 en la disolución resultante.0,028

  2. La molalidad de la disolución resultante.1,6

13.16.- Se desean preparar 500 ml de una disolución acuosa de etanol 0,035M a partir de una disolución acuosa de etanol al 95% y densidad 0,790 g/ml y de agua. Calcular:

  1. El volumen de la disolución de etanol al 95% que habría que tomar.

  2. El aumento de la temperatura de ebullición de la disolución final si su densidad es 0,987 g/ml

  3. Indicar los pasos necesarios para preparar la disolución y el material que utilizaria para ello.


Datos: la constante molal ebullocópica del agua es 0,52ºC mol-1 Kg

1.-


a. Calcule el volumen de ácido clorhídrico del 36 % de riqueza en peso y densidad1’19 g/mL

necesario para preparar 1 L de disolución 0’3 M.

b. Se toman 50 mL de la disolución 0’3 M y se diluyen con agua hasta 250 mL. Calcule la molaridad

de la disolución resultante.

Masas atómicas: H = 1; Cl = 35’5.


2.- Se toman 2 mL de una disolución de ácido sulfúrico concentrado del 92 % de riqueza en peso y de

densidad 1’80 g/mL y se diluye con agua hasta 100 mL. Calcule:

a. La molaridad de la disolución concentrada.

b. La molaridad de la disolución diluida.

Masas atómicas: S = 32; H = 1; O = 16.


3.-Tenemos 250 mL de una disolución de KOH 0’2 M.

a. ¿Cuántos moles de KOH hay disueltos?

b. ¿Cuántos gramos de KOH hay disueltos?

c. Describa el procedimiento e indique el material necesario para preparar la disolución.

Masas atómicas: H = 1; O = 16; K = 39.



4.-Una disolución acuosa de ácido clorhídrico tiene una riqueza en peso del 35% y una densidad de 1’18

g/cm3. Calcule:

a. El volumen de esa disolución que debemos tomar para preparar 500 mL de disolución 0’2 M de

HCl.

b. El volumen de disolución de NaOH 0’15 M necesario para neutralizar 50 mL de la disolución

diluida del ácido.

Datos: Masas atómicas: H = 1; Cl = 35’5.


5.-En la etiqueta de un frasco comercial de ácido clorhídrico se especifican los siguientes datos: 35% en peso;

densidad 1’18 g/mL. Calcule:

a. El volumen de disolución necesario para preparar 300 mL de HCl 0’3 M.

b. El volumen de NaOH 0’2 M necesario para neutralizar 100 mL de la disolución 0’3 M de HCl.

Masas atómicas: H =1; Cl = 35’5.


6.-a. Calcule la molaridad de una disolución de HNO3 del 36% de riqueza en peso y densidad 1’22

g/mL.

b. ¿Qué volumen de ese ácido debemos tomar para preparar 0’5 L de disolución 0’25 M?

Masas atómicas: H = 1; N = 14; O = 16;


7.- Una disolución de HNO3 15 M tiene una densidad de 1,4 g/mL. Calcule:

a. Concentración de la misma en tanto por ciento en peso.

b. Volumen que hay que tomar de la misma para preparar 10 L de HNO3 0,05 M.


8.- Al tratar 5 g de galena con sulfúrico se obtienen 410 cm3 de H2S medidos en C.N. según:

PbS + H2SO4 PbSO4 + H2S

Calcule:

a. Riqueza de la galena en PbS

b. Volumen de H2SO4 0,5 molar que se consume en la reacción.


9.- Dada una disolución acuosa de HCl 0,2 M, calcule:

a. Gramos de HCl que hay en 20 mL de la disolución.

b. Volumen de agua que añadir a estos 20 mL para que la disolución pase a ser 0,01 M.


10.-. El cinc reacciona con el ácido sulfúrico según la reacción: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

Calcule:

a) La cantidad de ZnSO4 obtenido a partir de 10 g de Zn y 100 mL de H2SO4 2 molar.

b) El volumen de H2 desprendido, medido a 25 ºC y a 1 atm, cuando reaccionan 20 g de

Zn con ZnSO4 en exceso.

Datos: R = 0’082 atm·L·K -1 ·mol -1 . Masas atómicas: Zn = 65,4; O = 16; S = 32; H= 1.



11.- Calcule:

a) La molaridad de una disolución acuosa de ácido clorhídrico del 25 % en peso y densidad 0’91

g/mL. b) El volumen de la disolución del apartado anterior que es necesario tomar para preparar

1’5 L de disolución 0’1 M.

Masas atómicas: Cl = 35’5; H = 1.


12.- Una disolución acuosa de CH3COOH, del 10 % en peso, tiene 1’055 g/mL de densidad.

Calcule:

a) La molaridad.

b) Si se añade un litro de agua a 500 mL de la disolución anterior, ¿cuál es el porcentaje en peso de

CH3COOH de la disolución resultante? Suponga que, en las condiciones de trabajo, la densidad del agua

es 1 g/mL. Masas atómicas: C = 12; H = 1; O = 16.


13. Una disolución acuosa de H3PO4, a 20 ºC, contiene 200 g/L del citado ácido. Su densidad a esa

temperatura es 1’15 g/mL. Calcule:

a) La concentración en tanto por ciento en peso.

b) La molaridad.

Masas atómicas: H = 1; O = 16; P = 31.


14. El ácido sulfúrico reacciona con cloruro de bario según la reacción:

H2SO4(ac) + BaCl2(ac) → BaSO4(s) + 2HCl(ac)

Calcule:

a) El volumen de una disolución de ácido sulfúrico, de densidad 1’84 g/mL y 96 % en peso de riqueza,

necesario para que reaccionen totalmente 21’6 g de cloruro de bario.

b) La masa de sulfato de bario que se obtendrá.

Masas atómicas: H = 1; S = 32; O = 16; Ba = 137’4; Cl = 35’5.


15. Una disolución de ácido acético tiene un 10 % en peso de riqueza y una densidad de 1’05 g/mL. Calcule:

a) La molaridad de la disolución.

b) La molaridad de la disolución preparada llevando 25 mL de la disolución anterior a un volumen final de

250 mL mediante la adición de agua destilada.

Masas atómicas: H = 1; C = 12; O = 16.


16.- Reaccionan 230 g de carbonato de calcio del 87 % en peso de riqueza con 178 g de cloro según:

CaCO3(s) + 2Cl2(g) → Cl2O(g) + CaCl2(s) + CO2(g)

Los gases formados se recogen en un recipiente de 20 L a 10 ºC. En estas condiciones, la presión parcial

del Cl2O es 1’16 atmósferas. Calcule:

a) El rendimiento de la reacción.

b) La molaridad de la disolución de CaCl2 que se obtiene cuando a todo el cloruro de calcio producido se

añade agua hasta un volumen de 800 mL.

Datos: R = 0’082 atm·L·K-1·mol-1. Masas atómicas: C = 12; O = 16; Cl = 35’5; Ca = 40






RECOPILACIÓN


1.-La estricnina es un potente veneno que se ha usado como raticida, de fórmula C21H22O2N2. Para 1 mg de

estricnina, calcule:

a. En número de moles de carbono.

b. El número de moléculas de estricnina.

c. El número de átomos de nitrógeno. (03)


2.- El carbonato de sodio se puede obtener por la descomposición térmica del bicarbonato sódico según la

reacción.

2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O

Se de descomponen 50 g de bicarbonato del 98% de riqueza en peso. calcule:

a. Volumen de CO2 desprendido medido a 25ºC y 1 at de presión

b. Masa de carbonato que se obtiene. (03)


3.- Una disolución de HNO3 15 M tiene una densidad de 1,4 g/mL. Calcule:

a. Concentración de la misma en tanto por ciento en peso.

b. Volumen que hay que tomar de la misma para preparar 10 L de HNO3 0,05 M. (03)


4.- Calcule:

a. Masa en g de una molécula de agua.

b. Átomos de hidrógeno en 2 g de agua

c. Moléculas en 11,2 L de H2 medido en C.N. (03)


5.- Al tratar 5 g de galena con sulfúrico se obtienen 410 cm3 de H2S medidos en C.N. según:

PbS + H2SO4 PbSO4 + H2S

Calcule:

a. Riqueza de la galena en PbS

b. Volumen de H2SO4 0,5 molar que se consume en la reacción. (03)


6.- Dada una disolución acuosa de HCl 0,2 M, calcule:

a. Gramos de HCl que hay en 20 mL de la disolución.

b. Volumen de agua que añadir a estos 20 mL para que la disolución pase a ser 0,01 M. (03)


7.- Calcule el número de átomos que hay en:

a) 44 g de CO2

b) 50 L de He medido en C.N.

c) 0,5 moles de O2. (03)





8.- Las masas atómicas del hidrógeno y del helio son respectivamente 1 y 4. razone la veracidad o falsedad

de la siguientes afirmaciones:

a) Un mol de He contiene los mismos átomos que 1 mol de H2

b) La masa de un átomo de helio es 4 g.

c) En un gramo de hidrógeno hay 6,023·1023 átomos. (03)



9.-Calcule:

a. La masa de un átomo de potasio.

b. El número de átomos de fósforo que hay en 2 g de este elemento.

c. El número de moléculas que hay en 2 g de BCl3

Masas atómicas: K = 39; P = 31; B = 11; Cl = 35’5. (04)


10.-Se hacen reaccionar 200 g de piedra caliza que contiene un 60 % de carbonato de calcio con exceso de

ácido clorhídrico, según:

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + CO2 + H2O

a. Los gramos de cloruro de calcio obtenidos.

b. El volumen de CO2 medido a 17 ºC y a 740 mm de Hg.

Datos: R = 0’082 atm·L·K-1 ·mol-1 . Masas atómicas: C = 12; O = 16; Cl = 35’5; Ca = 40. (04)


11.-En 10 g de Fe2(SO4)3:

a. ¿Cuántos moles hay de dicha sal?

b. ¿Cuántos moles hay de iones sulfato?

c. ¿Cuántos átomos hay de oxígeno?

Masas atómicas: Fe = 56 ; S = 32 ; O = 16. (04)


12.- En 1’5 moles de CO2, calcule:

a. ¿Cuántos gramos hay de CO2 ?

b. ¿Cuántas moléculas hay de CO2?

c. ¿Cuántos átomos hay en total?

Masas atómicas: C = 12; O = 16. (04)


13.- a. Calcule el volumen de ácido clorhídrico del 36 % de riqueza en peso y densidad1’19 g/mL

necesario para preparar 1 L de disolución 0’3 M.

b. Se toman 50 mL de la disolución 0’3 M y se diluyen con agua hasta 250 mL. Calcule la molaridad

de la disolución resultante.

Masas atómicas: H = 1; Cl = 35’5. (04)






14.-Una bombona de butano (C4H10) contiene 12 kg de este gas. Para esta cantidad calcule:

a. El número de moles de butano.

b. El número de átomos de carbono y de hidrógeno.

Masas atómicas: C = 12; H = 1. (04)



15.-Se toman 2 mL de una disolución de ácido sulfúrico concentrado del 92 % de riqueza en peso y de

densidad 1’80 g/mL y se diluye con agua hasta 100 mL. Calcule:

a. La molaridad de la disolución concentrada.

b. La molaridad de la disolución diluida.

Masas atómicas: S = 32; H = 1; O = 16. (04)



16.- Dada la reacción de descomposición del clorato de potasio:

2 KClO3 2 KCl + 3 O2

calcule:

a. La cantidad de clorato de potasio, del 98’5 % de pureza, necesario para obtener 12 L de oxígeno,

en condiciones normales.

b. La cantidad de cloruro de potasio que se obtiene en el apartado anterior.

Masas atómicas: Cl = 35’5; K = 39; O = 16. (04)








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