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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER GUÍA DE ESTUDIO No. 7 IDENTIFICACION UNIDAD ACADÉMICA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ASIGNATURA: QUÍMICA INORGÁNICA UNIDAD TEMÁTICA SOLUCIONES COMPETENCIA Aplicar los conceptos de soluciones, preparación de soluciones de diferentes concentraciones y su incidencia en el aprovechamiento y conservación de los recursos naturales.. RESULTADOS DE APRENDIZAJE Realiza cálculos con soluciones expresando en forma correcta su concentración, en formas físicas y químicas y su aplicación en el análisis de los recursos naturales. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Resolver cada una de las actividades propuestas con el fin de afianzar los conceptos teóricos abordados en clase y realizar cálculos con las diferentes formas, físicas y químicas, de expresar la concentración y dilución de soluciones. Actividad 1: Identifique el soluto y el solvente en cada una de las siguientes soluciones: a. 100 gramos de cloruro de sodio (NaCl) y 100 mililitros de agua. b. 40 mililitros de etanol (C2H5OH) y 60 mililitros de agua. c. 80 gramos de plata (Ag) y 40 gramos de mercurio (Hg). d. 100 mililitros de agua y 5 gramos de dextrosa (glucosa). e. 500 mililitros de gas carbónico y 2 litros de agua. Actividad 2: Realice los siguientes cálculos utilizando las formas físicas de expresar la concentración de una solución: 1.- Se mezclan 26,5 mililitros de etanol (C2H50H) con 75 gramos de agua, siendo la densidad de la mezcla de 0,962 g/mL . Expresar la concentración de la solución en: a.- % p/p b.- % p/v c.- % v/v 2.- En un vaso se han colocado 250 gramos de alcohol junto con 2 gramos de yodo que se disuelven completamente, calcular: a) la concentración de la disolución en porcentaje peso b) ¿cuántos gramos de disolución habrá que tomar para que al evaporarse el alcohol queden 0,5 gramos de yodo sólido? c) Si tomamos 50 gramos de disolución y dejamos evaporar el alcohol, ¿cuántos gramos de yodo quedan? 3. El Alcohol Etílico C2H6O es el alcohol presente en los licores. Se prepara una disolución añadiendo 25,0 mililitros de alcohol etílico (d= 0,789 g/ml) a 45 mililitros de alcohol Isopropílico (d= 0,7855 g/mL). Suponiendo que los Volúmenes son aditivos, calcule: a) El Porcentaje en masa de alcohol etílico en la solución b) El Porcentaje en volumen de alcohol Isopropílico en la disolución 4. Al mezclar 13,5 gramos de NaOH con 56,8 gramos de agua se obtiene una solución cuya densidad es de 1,15 g/mL, calcule: a) %m/v b) % m/m 5.- En 35 gramos de agua se disuelven 5,0 gramos de ácido clorhídrico. La densidad de la solución que resulta es 3 1,06 g/cm . Hallar la concentración de la solución en: a) %p/p b) %p/V Departamento de Ciencias Básicas 2015 UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER GUÍA DE ESTUDIO No. 7 Actividad 3: Realice los siguientes cálculos utilizando las diferentes formas químicas de expresar la concentración de una solución: 1.- El Plomo es un metal venenoso que afecta especialmente a los niños ya que retienen una fracción de plomo mayor que los adultos. Niveles de Plomo de 0,250 ppm en un niño produce retrasos en el desarrollo del conocimiento. ¿Cuántos moles de plomo presentes en 1,00 gramo de sangre de un niño representan 0,250 ppm? 2.- Para que una disolución de ácido acético (CH3COOH) se denomine “vinagre”, debe contener el 5 % en masa de ácido acético. Si un vinagre está hecho sólo de ácido acético y agua, ¿Cuál es la concentración mol/litros del ácido acético en vinagre? La densidad del vinagre es de 1,006 g/mL. 3.- Las disoluciones introducidas directamente en la corriente sanguínea tienen que ser “isotónicas” con la sangre, es decir, deben tener la misma presión osmótica que la sangre. Una disolución acuosa de NaCl tiene que ser del 0,90% en masa para ser isotónica con la sangre. ¿Cuál es la concentración mol/litros de los iones sodio de la disolución? Considere que la densidad de la disolución es 1,00g/mL. 4.- El carbonato de litio se usa como medicamento en el tratamiento de depresión maníaca. Se preparó una solución 0,25 eq/litros. a) ¿Cuántos mililitros de solución se necesitan para suministrar 6,0 gramos del soluto? b) Si la densidad de la solución es 1,22 g/mL, ¿cuál es su porcentaje en masa? 5.- Se necesita 72,6 mililitros de solución de ácido clorhídrico para neutralizar completamente 1,86 gramos de carbonato de calcio puro. ¿Cuál es la concentración eq/litros de la solución de ácido clorhídrico? Actividad 4: Realice los siguientes cálculos para preparar soluciones a partir de otra solución: 1.- Describa, con palabras, cómo prepararía las siguientes soluciones después de realizar los cálculos correspondientes: 3 a) 1 litro de H3As04 2,0 eq/litros a partir de H3As04 del 98% %p/p y densidad = 1,8 4 g/cm b) 80 mililitros de CuSO4 2,0 mg/dL a partir de una solución de CuSO4 18 meq/litros 2.- Una disolución se prepara diluyendo 0,450 litros de una disolución 0,773 mol/litros de cloruro de cobalto (II) con agua hasta un volumen final de 1,25 litros. a) ¿Cuáles son las concentraciones mol/litros del cloruro de cobalto (II), del ión cobalto (II) y del ion cloruro en la disolución diluida? b) ¿Cuántos gramos de cloruro de cobalto (II) se disolvieron para obtener la disolución original? 3.- En la etiqueta de una botella de amoníaco acuoso concentrado comercial se escribe “29,89 % en masa de NH3, densidad = 0,8960 g/mL”. a) Cuál es la concentración mol/litros de la disolución de amoníaco? b) Si se diluyen 250 mililitros de amoníaco con agua hasta obtener 3,00 litros de disolución. ¿Cuál es la concentración mol/litros de la disolución diluida? 3 4.- Se dispone de una solución de HCl al 28% p/p que tiene una densidad de 1,139 g/cm . Determine que volumen debe diluirse para preparar 100 mililitros de una solución 0,75 eq/litros. 5.- Los eq/litros de una solución de H2SO4 del 95% de pureza en peso y densidad 1,8 g/mL es___________ Se debe tomar__________mililitros de esta solución para preparar 500 mililitros de solución 2,0 mol/litros. EVALUACIÓN Una solución de 40 mililitros de ácido perclórico es neutralizada con 20 mililitros de solución de hidróxido de aluminio. La solución neutra resultante se evapora hasta llegar a sequedad y se encuentra que el residuo tiene una masa de 0,117 gramos. Calcule la concentración eq /litros de solución del ácido y de la base. Describa con palabras como puede prepararse la siguiente solución acuosa partiendo de bromuro de potasio Departamento de Ciencias Básicas 2015 UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER GUÍA DE ESTUDIO No. 7 sólido: 1,5 litros de una solución que tiene el 12%p/p, densidad de la solución 1,10 g/mL Un método utilizado, comercialmente, para pelar papas es sumergirlas en una solución de hidróxido de sodio durante corto tiempo, sacarlas de esta solución y quitarles la cáscara. La concentración de hidróxido de sodio debe estar entre 3,0mol/L y 6,0 mol/L. El hidróxido de sodio se analiza periódicamente. En uno de esos análisis se requirieron 45,7 mililitros de ácido sulfúrico 0,500 mol/litros para reaccionar completamente con una muestra de 20,0 mililitros de solución de hidróxido de sodio. ¿Cuál es la concentración eq /litros solución del hidróxido de sodio? Determinar los gramos de soluto, los moles de soluto, los equivalentes de soluto contenidos en 80 mililitros de solución acuosa 0.1 mol sto/Kg ste de Mg(ClO4)2, si la densidad de la solución es 1.2 g/mL. ¿Qué volumen de ácido sulfúrico 2,5 eq/litros se necesitan para neutralizar una solución que contiene 5,0 gramos de hidróxido de sodio? ¿Cuántos mililitros de hidróxido de sodio 1,0 eq/litros neutralizaran totalmente 50,0 mililitros de ácido sulfúrico 1,3 eq/litros? BIBLIOGRAFÍA CHANG, Raymond. QUIMICA. Séptima Edición. Editorial: Mc Graw Hill. 2002. HEIN, Morris y ARENA, Susan. Fundamentos de química. México: Editorial Thomson, 2003. HILL, John y KOLB, Doris. Química para el Nuevo Milenio. 8ª Ed. México: Prentice Hall, 1999. MORTIMER, C. Química. México: Editorial Iberoamericana, 1983. UMLAND, Jean. QUIMICA GENERAL, Editorial Thomson. WHITTEN, Kenneth. Química Inorgánica. México: Mc Graw-Hill, 1998. Departamento de Ciencias Básicas 2015