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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS, CUM UNIDAD DIDÁCTICA DE QUÍMICA, PRIMER AÑO ESCUELA DE FORMACIÓN DE PROFESORES DE NIVEL MEDIO –EFPEM–

AGUA Y SOLUCIONES

Elaborado por: Lic. Raúl Hernández M.

1. Defina o explique los siguientes términos a. Solución

b. Solvente

c. Soluto

d. Amalgama

e. Hidratación

f. Solvatación

2. Complete las siguientes oraciones con las palabras AUMENTA o DISMINUYE.

a) En las soluciones de un gas en un líquido la solubilidad _______________ con el aumento de temperatura.

b) Las sustancias solidas disueltas en líquidos la solubilidad ______________con el aumento de temperatura.

c) En las soluciones de un gas en un líquido la solubilidad _______________al disminuir la presión.

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d) En las soluciones de un gas en un líquido la solubilidad ________________al aumentar la presión.

DENSIDAD

Relación de la masa de una sustancia con su volumen.

𝑫𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅 =𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒔𝒖𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂

𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒔𝒖𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂

3. Calcule la densidad de las siguientes sustancias:

a) 42.5g de sustancia y un volumen de 59 mL

b) Una masa de 27.6 g y un volumen de 250 mL .

A continuación aparece una tabla de las unidades de concentración de soluciones, que le será de utilidad en la resolución de problemas de esta unidad.

Expresado para : DIMENSIONALES

LIQUIDOS g/mL

SOLIDOS g/cm3

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4. ¿En qué se diferencia el soluto del solvente?

5. ¿Cuáles son los componentes de una solución?

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6. Indique el soluto y el solvente en cada uno de los siguientes casos a) 1 L de H2O y 1 g de NaCl

b) 1 L de alcohol y 50 mL de H2O

c) 1 L de alcohol y 1 L de H2O

d) 1 L de H2O y 0.1 cm3 de O2

7. a) ¿Cómo podría recuperarse el NaCl de una solución acuosa de NaCl b) ¿Podría utilizarse el mismo método para aislar el alcohol de una

solución alcohol-agua?

8. ¿Cuál es la diferencia entre la solubilidad de una sustancia en un solvente y la velocidad a la cual se disuelve?

9. ¿Cómo se distinguen los líquidos inmiscibles de aquellos que son miscibles?

10. ¿Clasifique cada una de las siguientes soluciones, de acuerdo con los estados físicos del soluto y del solvente?

a) azúcar-agua

b) aire

c) agua carbonatada

d) solución acuosa de alcohol al 70%

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11. El tetracloruro de carbono, CCl4, es un líquido no polar muy denso, ¿Cuál debería ser la solubilidad del CCl4 en agua?

12. ¿En qué consisten los procesos de solvatación e hidratación?

13. ¿Cómo se clasifican las soluciones por la naturaleza de sus componentes? De un ejemplo de cada una de ellas:

14. ¿Qué diferencia existe entre soluciones saturadas, sobresaturadas y no saturadas?

15. ¿Defina qué es una solución concentrada y qué es una solución diluida?

16. ¿Qué es la densidad de una solución?

Porcentaje (p/p)

17. Indique las cantidades en gramos de soluto y de agua que es preciso emplear para preparar cada una de las soluciones acuosas siguientes:

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a) 500 g de solución de glucosa al 5% (p/p)

R. 25 g glucosa

475 g H2O

b) 500 g de una solución de NaHCO3 al 5.0 % (p/p)

R. 25 g NaHCO3

475 g H2O

c) 2.0 Kg de una solución de carbonato de sodio al 3.0 % en masa

R. 60 g Na2CO3

1940 g H2O

18. ¿Cuántos gramos de NaCl se deben disolver en 60 g. de agua para producir una solución al 20%?

R. 15 g.

19. ¿Cuántos gramos de solvente hay en 1 kilogramo de solución al 25%.

R: 750 g.

20. ¿Cuántos gramos de agua se necesitan para preparar 750 g. de solución de Na2C03 al 15%?

R. 637.5 g.

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21. El ácido nítrico concentrado es ácido nítrico al 70.0% en masa. ¿Cuántos gramos de HNO3 hay en 500 g del ácido?

R. 350 g

22. Las soluciones salinas fisiológicas que se usan en inyecciones intravenosas tienen una concentración en masa de 0.9% de NaCl.

a) ¿Cuántos gramos de NaCl se necesitan para preparar 500 g de esta

solución?

R. 4.5 g NaCl

b) ¿Cuánta agua se debe evaporar de la solución para llegar a una concentración de 9.0% de NaCl en masa?

R. 449 g H2O

Porcentaje (v/v)

23. ¿Cuál es la concentración en porcentaje de volumen de una solución que contiene 300 mL de alcohol isopropílico y agua suficiente para dar 400 mL de solución? ¿Qué componente es el soluto y cuál es el disolvente?

R. alcohol Isopropílico al 75% en volumen. El agua (presente en menor cantidad) es el soluto; el alcohol Isopropílico el disolvente.

24. ¿Cuántos mililitros de alcohol isopropílico habría que emplear para preparar 500 mL de una solución de alcohol isopropílico al 60% (v/v)? ¿Cómo se debe preparar la solución?

R. 300 mL de alcohol; agregar suficiente agua a 300 mL del alcohol para

completar 500 mL de solución

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25. Si un vino es etanol al 12% (v/v), ¿Cuántos mililitros de etanol están presentes en una copa que contiene 120 mL del vino?

R. 14.4 mL

26. ¿Qué volumen de alcohol para fricciones, al 70%, se puede preparar si sólo se dispone de 150 mL de alcohol isopropílico puro?

R. 214 mL

Porcentaje (m/v)

27. Calcule el porcentaje (m/v) de una solución preparada disolviendo a) 22.0 g de metanol en etanol para dar 100 mL de solución

R. 22% metanol

b) 4.20 g de NaCl en H2O para completar 12.5 mL de solución.

R. 33.6 % NaCl

28. ¿Cuántos litros de solución al 5.0% (p/v) se pueden preparar con 10 g. de glucosa?

R. 0.2 litros

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29. ¿Cuántos gramos de glucosa contienen 2 litros de suero dextrosado al 5% (p/v)?

R. 100.0 g.

Densidad

30. ¿Cuál es la densidad del éter, sabiendo que 300 mL tiene una masa de 217.5 g.?

R. 0.725 g/mL

31. ¿En el problema anterior cuántos mL hay por gramo de éter?

R. 1.38 mL/g.

32. ¿Cuántos gramos de glicerina de D= 1.25 g/ml cabrán en un matráz de 125 mL?

R. 156 g.

33. ¿Cuál es la densidad del corcho de forma cúbica, si mide 1.50 cm. por lado y tiene una masa de 1 g.

R. 0.292 g/cc.

Partes por millón (ppm)

34. Una muestra de agua contiene 3.5 mg de iones fluoruro en 825 ml. Calcule las ppm.

R. 4.2 ppm.

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35. Calcule cuántos mg de cloruro (Cl-) hay en una muestra de 1.25 litros de agua que tiene 4 ppm.

R. 5 mg. de Cl

36. Cuántos ppm hay en una muestra de agua que tiene 125 mg de soluto en 5.2 litros.

R. 24.04 ppm.

37. En 3 litros de agua que tienen 5 ppm de ión hipoclorito, ClO , ¿determine cuántos

mg. de ClOhay?

R. 15 mg. de ClO

Molaridad

38. Si le piden preparar 500 mL de una solución de sacarosa C12H22O11, 0.1 M.

¿Cuántos gramos de sacarosa tiene que usar? ¿Qué pasos tendría que seguir para preparar la solución?

R. 17 g; disolver los 17 g de sacarosa en agua suficiente para hacer un total de

500 mL de solución

39. Calcule la molaridad de las siguientes soluciones:

a) 0.10 mol de soluto en 250 mL de solución

R. 0.04 M

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b) 2.5 mol de NaCl en 0.650 L de solución R. 3.8 M

c) 0.025 mol de HCl en 10 mL de solución R. 2.5 M

40. Calcule la molaridad de las siguientes soluciones:

a) 53.0 g de Na2CrO4 en 1.00 L de solución

R. 0.327 M b) 260 g de C6H12O6 en 800 mL de solución

R. 1.8 M c) 1.50 g de Al2(SO4)3 en 2.00 L de solución

R. 2.19 10-3

41. Calcule el número de moles de soluto en cada una de las siguientes soluciones:

a) 40.0 L de LiCl 1.0 M

R. 40 moles b) 25.0 mL de H2SO4 3.00 M

R. 0.0750 moles c) 349 mL de NaOH 0.0010 M

R. 3.5 x 10-4 moles

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42. Calcule los gramos de soluto en cada una de las siguientes soluciones a) 150 L de NaCl 1.0 M

R. 8.8 x 103 g b) 0.035 L de HCl 10.0 M

R. 13 g c) 260 mL de H2SO4

R. 4.6 x 102 g

43. ¿Cuántos mililitros de solución de KCl 0.256 M contendrán lo siguiente d) 0.430 mol de KCl

R. 1.68 x 103 mL e) 20.0 de KCl

R. 1.05 x 103 mL

f) 71.0 g de ion cloruro, Cl

R. 7.81 x 103 mL

44. Calcule el número de gramos de soluto necesarios para preparar cada una de las siguientes soluciones:

a) 225 mL de una solución al 12.0 % de CaCl2 (densidad = 1.08 g/mL)

R. 29.2 g

b) 1.25 L de una solución al 8.25 % de NaNO3

R. 108 g

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Peso equivalente y Normalidad

45. Calcule la masa o peso equivalente del ácido y la base en cada una de las reacciones siguientes:

a) HCl + NaOH NaCl + H2O

R. HCl 36.5 g, NaOH 40.0 g

b) 2 HCl + Ba(OH)2 BaCl2 + 2 H2O

R. HCl 36.5 g, Ba(OH)2 85.7 g

c) H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2 H2O

R. H2SO4 49.1 g, Ca(OH)2 37.1 g

d) H3PO4 + 2 LiOH Li2HPO4 + 2 H2O

R. H3PO4 49.0 g, LiOH 23.9 g

46. Calcule el peso equivalente del Al2(SO4)3

R. 57.03 g

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47. Calcule la normalidad de cada una de las siguientes soluciones: a) 3.75 g de NaOH en 135 mL de solución

R. 0.694 N

b) 4.32 g de H3PO4 en 85.5 mL de solución

R. 1.55 N

c) 14.2 g de Na2SO4 en 625 mL de solución

R. 0.320 N

d) solución de HCl 8.0 M

R. 8.0 N

e) solución de Ca(NO3)2 al 25% (d = 1.2 g/mL)

R. 3.66 N

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48. Calcule la normalidad de la base en cada uno de los siguientes ejemplos: a) 45.0 mL de solución de NaOH que reacciona con 32.8 mL de HCl 1.5

N

R. 1.09 N

b) 37.2 mL de solución de KOH neutralizan 41.5 mL de H2SO40.350 N

R. 0.390 N

49. ¿Cuántos miliequivalentes de H2SO4 hay en 100 mL de H2SO4 0.25 N.

R. 25 meq

50. ¿Qué volumen de una solución 0.4 N de NaOH contiene 20 miliequivalentes del soluto?

R. 50 mL

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Molalidad

51. Calcule la molalidad de las siguientes soluciones: a) 14.0 g de CH3OH en 100 g de H2O en 100 g de H2O

R. 4.38 m

b) 2.50 moles de benceno (C6H6) en 250 g de CCl4

R. 10.0 m

c) 1.0 g de C6H12O6 en 1.0 g de H2O

R. 5.6 m

Conversión de Concentración

52. La concentración promedio de Na en el plasma sanguíneo es 0.14 M. ¿Cuál es la

concentración de Na en mg/dL?

R. 0.32 mg/dL

53. a) El rango normal de concentración de colesterol en el suero sanguíneo es de 130 mg/dL a 270 mg/dL. Exprese el rango normal en concentración molar. La masa

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molar de colesterol es de 387 g/mol. b) A un paciente se le encontró una

concentración de colesterol de 7.8 x 10-3 M. ¿Se encuentra esta concentración dentro del rango normal?

R. a) 3.36 x 10-3 7.0 x 10-3 M b) No