resolución de problemas (tipo) de disoluciones

Dpto. de FÍSICA y QUÍMICAI.E.S. “La Azucarera”

Zaragoza

3º E.S.O.

RESOLUCIÓN

DE PROBLEMAS (TIPO) DE

DISOLUCIONES

I.E.S."La Azucarera" Dpto. de Fª y Qª 2

Fórmulas de disolucionesNOTA: Los (--) son obligatorios. Los [--] son ayudas o

no son obligatorios escribirlos. [u]=unidad, signi-fica la misma unidad

Disolución [D] = soluto [s] + disolvente [d]

Concentración(w)=[relación w]soluto/Disolución

m(D)[u] = m (s)[u] + m (d)[u]

%[masa] = (m(s)[u] / m (D)[u]) · 100

% vol = (V(s)[u] / V (D)[u]) · 100

Concentración masa: Cm(g/L)=m(s)[g] / V(D)[L]

Densidad(a) da(g/ml) = m

a[g] / V

a[ml]


Fórmulas de disolucionesNOTA: Los (--) son obligatorios. Los [--] son ayudas o

no son obligatorios escribirlos. [u]=unidad, signi-fica la misma unidad

Disolución [D] = soluto [s] + disolvente [d]

Concentración(w)=[relación w]soluto/Disolución

m(D)[u] = m (s)[u] + m (d)[u]

%[masa] = (m(s)[u] / m (D)[u]) · 100 [% ]

% vol = (V(s)[u] / V (D)[u]) · 100 [%vol ]

Concentración masa: Cm(g/L)=m(s)[g] / V(D)[L]

Densidad(a) da(g/ml) = m

a[g] / V

a[ml]

=V s[u]V D[u]

·100

=m s[u]mD[u]

·100


Problema de disoluciones nº 1

1. Para sazonar un caldo de pescado se deben añadir 16 g de sal a 2 litros de caldo.

a) ¿Cuál es la concentración de sal (en g/l) en el caldo?

b) Si cogemos 150 ml de caldo ¿cuál será su concentración? ¿Qué cantidad de sal contendrán esos 150 ml?

m(s)=16g V(D)=2L a) Cm(g/L)=x

b) V(D)=150 ml Cm=y m(s)=z



Fórmula de la concentración en masa:

Cm (g/L)=m(s)[g]/V(D)[L]

NOTA: Los escritos entre [--] son ayudas, no pertenecen a las fórmulas o los datos. La unidad de litro (l) se escribe aquí (L) para no confundir con 1

x=16[g] / 2[L]

x=8

Solución: a) La concentración de sal en el caldo de pescado es Cm(g/L) = 8 g/L



Solución b) Al ser el mismo caldo (misma disolución) la concentración seguirá siendo la misma, aunque las cantidades sean distintas.


8 [g/L]= z [g] / 150 ml

No podemos aplicar esta fórmula así ya que tenemos L en los 8 de Cm y ml en V(D) deberíamos haber aplicado el paso 4 de resolución de problemas

4 ml = 0´004 L => 150 ml = 0´150 L




8 [g/L]= z [g] / 0´150 [L]

Ahora todas las unidades son acordes entre ellas

8 = z / 0,15

z / 0,15 = 8

z = 8 · 0,15

z = 1,2

Solución: Hay 1,2 g de sal en 150 ml de caldo



3. En una bebida alcohólica leemos: 13,5 %vol. a) ¿Qué significa ese número?

b) Si la botella contiene 700 ml de la bebida ¿Qué volumen de alcohol contiene?

13,5 %vol a) ¿Qué significa?

b) V(D) = 700 ml V(s)=x

Solución a): Significa que esa bebida tiene 13,5 vo- lúmenes de alcohol puro [como el de curar pero más puro] por cada 100 volúmenes de bebida



Fórmula: % vol = (V(s)[u] / V (D)[u]) · 100

13,5 = (x / 700) · 100

13,5 = 100 x / 700

13,5 = x / 7

x / 7 = 13,5

x = 13,5 · 7

x = 94,5

Solución: en los 700 ml hay 94,5 ml de alcohol



7. Hemos preparado una disolución de cloruro de cobre (Cu Cl

2) en agua disolviendo 12 g de

cloruro de cobre en 98 g de agua, de forma que una vez completamente disuelta ocupa un volumen de 100 cm 3.

a) Calcula la concentración en % en peso y en g/l.

b) ¿Qué concentración tendrán 10 cm 3 de esa disolución?



c) Si evaporamos todo el agua que hay en los 10 cm 3 de disolución, ¿cuánto cloruro de cobre se recupera?

d) ¿Qué tendríamos que hacer para que la disolución esté más diluida?

m(s)[Cu Cl2]=12 g m(d)[H

2O]=98 g V(D)=100ml

a) %=x Cm(g/L)=y b)Concentración V(D)=10ml

c) V(D)=10ml m(s)[Cu Cl2]=z d) ¿Cómo diluir +?


Problema de disoluciones nº 7m(s)[Cu Cl

2]=12g m(d)[H

2O]=98g V(D)=100ml=0,1L

a) %=x Cm(g/L)=y b)¿ConcentraciónV(D)=10ml?

Fórmulas: %[masa] = (m(s)[u] / m (D)[u]) · 100

x = (12 / w [desconocida])·100

Necesito conocer el dato w (nueva incógnita) que no me daban en el enunciado (Paso 10 de resolución de problemas):

Nueva fórmula: m(D)[u] = m (s)[u] + m (d)[u]

w = 12 + 98



w = 110

Solución parcial: La masa de la disolución es m(D) = 110 g

Ahora volvemos a la ecuación en la que nos quedamos atascados pues tenía a (x ; w) como incógnitas y sustituimos el valor de w en ella.

x = (12 / w) · 100

x = (12/110) · 100

x = 10´909090



Solución: La concentración en % es = 10´91%

Cálculo de la concentración en masa: Cm(g/L)

Fórmula: Cm(g/L)=m(s)[g] / V(D)[L]

y = 12 / 0´1

[Nota: 4 ml = 0,004 L => 100 ml = 0,100 L]

y = 120

Solución: La concentración en (g/L) es =120 g/L



letra b) La concentración de 10 ml de la disolución de CuCl

2 será la misma que la de los

100 ml. Lo único que cambiarán los valores de m(s), m(d), m(D) y V(D) que serán la décima parte, pero las concentraciones seguirán iguales

% = 10,91 % Cm(g/L) = 120 g/L

c) V(D) = 10 ml = 0,010 L m(s)[Cu Cl2]=z

La fórmula que contiene V(D) y m(s) es: Cm(g/L)=m(s)[g] / V(D)[L], [sustituimos en ella]



120 = m(s) / 0´010 [10 ml = 0´010 L]

m(s) / 0,010 = 120

m(s) = 120 · 0,010

m(s) = 1´2

Solución: La masa de CuCl2 que quedará al

evaporar el agua de 10 cm3 [ml] de disolución sera de 1´2 g de CuCl

2.

d) Para diluir más lo único que tengo que hacer es añadir más agua a la disolución


Problema de disoluciones nº 1313. Una disolución de sal en agua tiene una

concentración del 20 % en peso y una densidad de 1,15 g/cm3. Calcular su concentración en g/L.

% = 20 % d=1,15 g/cm3 Cm(g/L)=x

Fórmula de Cm(g/L)=m(s)[g] / V(D)[L]

Para calcular tomamos V(D)=1L y m(s)=z

[En los problemas en que nos den densidades lo mejor es siempre partir de que cogemos 1L de la disolución [V(D)=1L] y así podemos calcular su masa m(D) mediante la fórmula de la densidad]



Fórmula de la densidad: d[D] = m[D] / V[D]

Cogemos V(D) = 1 L = 1000 ml = 1000 cm3

1´15 [g/cm3] = y / 1000

y /1000 = 1,15

y = 1,15 · 1000

y = 1150

Solución parcial: La masa de 1 L de disolución de sal es m(D)=1150 g



Pero en nuestra fórmula aparece m(s) y no m(D), No Problem!: lo más seguro que la podremos calcular a partir de la fórmula del %

Fórmula %[masa] = (m(s) / m (D)) · 100

Si V(D)=1 L m(D)=1150 g m(s)=z %=20%

20 = (z / 1150) · 100

(z / 1150) · 100 = 20

z = (20 /100) · 1150

z = 230



Solución parcial: La masa de soluto que hay en 1L de disolución de sal es m(s) = 230 g

Ahora es muy fácil sustituir en la fórmula de Cm

Cm(g/L)=m(s)[g] / V(D)[L]

x = 230 [g] / 1 [L]

x = 230

Solución: La concentración en (g/L) de la disolu- ción de d=1,15 g/cc y 20 % es Cm(g/L)=230g/L



17. Juntamos en un mismo recipiente 50 ml de una disolución de sal común en agua de concentración 20 g/l, y 100 ml de otra disolución de sal común en agua de concentración 30 g/l.

a) ¿Qué cantidad de sal tenemos en total?

b) ¿Cuál es la concentración de la nueva disolución?

Llamaremos a la primera disolución (20 g/L) (A), a la segunda (30 g/L) (B) y a la nueva (T)



V(D-A)=50ml=0,050L Cm(A)=20 g/L

V(D-B)=100ml=0,100L Cm(B)=30 g/L

A + B = T V(T) = V (A) + V (B)

m(s-T)=m(s-A)+m(s-B)

Fórmula: Cm (H)=m(s-H)[g] / V(D-H)[L]

20 = m(s-A)[g] / 0,050[L]

m(s-A)=1



30 = m(s-B)[g] / 0,100[L]

m(s-B)=3

Solución parcial A: La masa soluto [sal] de la di-solución A que tenemos en 50 ml es m(s-A)=1g

Solución parcial B: La masa soluto [sal] de la di-solución B que tenemos en 100 ml es m(s-B)=3g

a) Solución: La masa total (T) será de 4g (1+3)

b) Como V(T)=0,150 L (50ml + 100 ml)



Cm(T) = m(s-T)[g] / V(T)[L]

Cm(T) (g/L) = 4 / 0,150

Cm(T) (g/L) = 26,6666

Solución b) La concentración de la nueva disolución (Total) es Cm(T) (g/L) = 26,67 g/L

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