Soluciones químicas y cálculos estequiométricos

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARMEN | Estudio de la composición química de un material o
muestra, mediante diferentes métodos de laboratorio.
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARMEN
2012
1
1.- ¿Cual sustancia es el soluto y cual es el disolvente en cada uno de los siguientes casos?
Cloruro de hidrogeno gas y agua
Soluto: Cloruro de Hidrogeno (gas)
Disolvente: Agua
2.- proporcione ejemplos de
a) Una solución solido-gas
H2- Paladio
3- Determine si cada una de las soluciones siguientes es insaturada, saturada o sobresaturada
a) 60g de CsCl disueltos en 25 g de agua a 50
( )( ) = 91 g por lo tanto es sobresaturada
4.- Se le da a un alumno una solución saturada que contiene soluto no disuelto. El soluto esta disolviéndose constantemente, pero la concentración del soluto en la solución permanece igual. Explique esto.
“Es una solución saturada contiene más soluto del que puede ser disuelto por eso aunque este disolviéndose no se disolverá y su concentración permanecerá igual”.
5.- Un instructor le da a usted una solución y le pide que determine si se trata o no de una solución sobresaturada. Explique el procedimiento que usaría para comprobar la sobresaturación.
Usaría una tabla de solubilidad para determinar si esta sobresaturada o no mediante una formula y los datos de la masa del soluto y solvente.
Si no los tengo simplemente juzgaría visualmente si mi solución es o no homogénea.

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3
Ejercicio 4.6
¿Cuántos iones de contienen 6.76 mol de k₃PO₄? ⁄ ( ) ⁄ ⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
⁄( ⁄ ⁄ ) ⁄
( ⁄ ) ⁄
⁄( ⁄ )
₃ ₄
Ejercicio 4.7
Calcule el numero de moles de la especie indicada en
a) 4.96 gr de B₂O₃
b) 333 mg de Na₂B₄O₇● 10H₂O
c) 8.75 gr de Mn₃O₄
d) 167.9 mg de CaC₂O₄

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a)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
( ⁄ )
₂ ₃
b) ⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ( ⁄ )
₂ ₄ ₇ ₂

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c)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ⁄ )
₃ ₄
d)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( )
( ⁄ )
₂ ₄

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Ejercicio 4.8
Calcule el numero de milimoles de la especie indicada en
a) 57 mg de P₂O₅
b) 12.92 g de CO₂
c) 40.0 g de NaHCO₃
d) 850 mg de MgNH₄PO₄
a)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( )
⁄
( ⁄ )
₂ ₅
b)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
( ⁄ )
₂

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c)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ⁄ )
₃
d)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
( ⁄ )
₄ ₄

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Ejercicio 4.9
Calcule el número de milimoles de soluto en
a) M KMnO₄
b) 750 mL de 0.0555 MKSCN
c) 250 mL de una solución que contienen 5.41 ppm de CuSO₄
d) 3.50 L de 0.333 MKCl
a)
( )( )
( )
M KMnO₄
b)
( )( )
( )
750 mL de 0.0555 M KSCN
c)
∴ ( )( )

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( )
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
( ⁄ )
( )
₄
d)
( )( )
( )( )
( )

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Ejercicio 4.10
Calcule el numero de milimoles de soluto en
a) 175 mL de 0.320 M HClO₄
b) 15.0 L de M K₂CrO₄
c) 5.00 L de una solución acuosa que contiene 6.75 ppm de AgNO₃
d) 851 mL de 0.0200 M KOH
a)
( )( )
( )( )
( )
₄
b)
( )( )
( )( )
( )
₂ ₄

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c)
( )( ) ( )
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
( ⁄ )
( )
₃
d)
( )( )
( )( )
( )

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Ejercicio 4.11
¿Cuál es la masa en miligramos de
a) 0.777 mol de HNO₃
b) 500 mmol de MgO
c) 22.5 mol de NH₄NO₃
d) 4.32 mol de (NH₄)₂Ce (NO₃)₆ (548.23 ⁄)
a)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ⁄ )
( )
₃
b)
⁄
⁄
⁄

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( ⁄ )
( )
c)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
( ⁄ )
( )
₄ ₃
d)
PM (NH₄)₂Ce (NO₃)₆ (548.23 ⁄) ⁄
( ⁄ )

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( )
( ) ( ) ( )
Ejercicio 4.12
¿Cuál es la masa en gramos de
a) 7.1 mol de KBr
b) 20.1 mmol de PbO
c) 3.76 mol de MgSO₄
d) 9.6 mmol de Fe (NH₄)₂●6H₂O
a)
⁄
⁄ ( ⁄ )
b)
⁄
⁄
⁄

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( )
( ⁄ )
c) ⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
( ⁄ ) ₄
d)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄

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( )
( ⁄ ) ( ₄)₂ ₂
Ejercicio 4.13
¿Cuál es la masa en miligramos de soluto en
a) 26.0 mL de sacarosa 0.25 M ( ⁄)
b) 2.92 L de M H₂O₂
c) 656 mL de una solución que contiene 4.96 ppm de Pb (NO₃)₂
d) 6.75 mL de 0.0619 M KNO₃
a)
( )( )
( )( )
( ⁄ )
( )
( ⁄)

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b)
( )( )
( )( )
( ⁄ )
( )
( )
⁄
( )
₂ ₂
c)
( )( )
( ) ( ₃)₂
d)
( )( )
( )( )

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( ⁄ )
⁄ ( ) ⁄ ⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( )
₃
Ejercicio 4.14
¿Cuál es la masa en gramos de soluto en
a) 450 mL de 0.164 M H₂O
b) 27 mL de acido benzoico 8.75× M ( ⁄)
c) 3.50 L de una solución que contiene 21.7 ppm de SnCl₂
d) 21.7 mL de 0.0125 M KBrO₃
a)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄

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( )( ) ( )( )
( ⁄ ) ₂
b)
( )( )
( )( )
Mol
( ⁄ )
( ⁄)
c)
( )( )
( )( ) ( )
₂

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d)
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( )( ) ( )( )
( ⁄ ) ₃
Ejercicio 4.15
Calcule el valor de p de cada uno de los iones indicados en los párrafos siguientes:
a) Na , Cl y OH en una solución de NaCl 0.0335 M y NaOH 0.0503 M.
b) Ba² , Mn² y Cl⁻ en una solución de BaCl₂ 1.54 M.
c) H , Cl⁻ y Zn² en una solución que es 0.600 M en HCl y 0.101 M en ZnCl₂.
d) Cu² , Zn² y NO⁻₃ en una solución que es 4.78× M en Cu (NO₃)₂ y 0.104 M en Zn (NO₃)₂.
e) K , OH⁻ y Fe (CN) ₆⁴⁻ en una solución que es 2.63× M en KOH.
f) H , Ba² y ClO⁻₄ en una solución que es 3.35× M Ba (ClO₄)₂ y 6.75 M en HClO₄.
a) [ ]
( )
( )

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( )
b) ( )
( )
[ ⁻] [ ( )] [ ( )]
( )
⁻
c) ( )
[ ] ( ) [ ( )]
( )
( )
⁻
d)
( )
( )
[ ₃] [ ( )] [ ( )]
₃ ⁻₃
e) [ ] [ ( ) ( )]

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( )
( )
( )₆ ( ) ⁻ ( ) ₆⁴⁻
F)
( )
( )
[ ⁻₄] [ ( ) ( )]
( ) ⁻₄
Ejercicio 4.16
Calcule la concentración molar de ion H3O+ de una disolución que tiene un pH de
a) ( )
b) ( )
c) ( )
d) ( )
e) ( )
f) ( )
g) ( )
h) ( )

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Ejercicio 4.17
Calcule las funciones de p de cada ion en una solución que es
a)
b)
c) ( )
d)
e)
f) ( ) ( )
a) ( ) ( )
b) ) [ ] [ ( )] ( )
c) ( ) [ ] [ ( )]
d) ( ) [ ] ( )
( )

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( )
e) ( ) ( ) [ ] [ ( ) ( )] ( )
f) ( ) ( ) [ ] [ ( ) ( )] ( )
Ejercicio 4.18
Convierta las funciones p siguientes en concentraciones molares:
a) ( )
b) ( )
c) ( )
d) ( )
e) ( )
f) ( )
g) ( )
h) ( )

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Ejercicio 4.19
El agua de mar contiene una concentración media de de y de . Calcule
a) Las concentraciones molares de y tomando en cuenta la densidad promedio del agua de mar es ⁄.
b) El del agua de mar.
a) ( ⁄)( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ⁄)( ) ( ⁄ )

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( ⁄)( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ⁄)( ) ( ⁄ )
b) ( ) ( )

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Ejercicio 4.20
En aproximación, el suero sanguíneo humano contiene por cada . Calcule
a) La concentración molar de cada una de estas especies, utilice ⁄ como densidad del suero.
b) El del suero humano.
a) ( ) ( ⁄ ) ( ) ( ) ( ⁄ ) ( )
b) ( ) ( )

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Ejercicio 4.21
Se prepara una solución mediante la disolucion mediante la disolucion de de ( ⁄ en agua suficiente para obtener 2L. Calcule
a) La cocentracion molar analítica de en esta solución.
b) La concentración molar de
c) La concentración molar de
d) El porcentaje ⁄
e) Los milimoles de de esta solución.
f) Las partes por millón de
g) El de la solucion
a) ⁄ ( ⁄ ⁄ ) ( ⁄ )
b) ( ⁄ ) ( ⁄ )
c) ( ⁄ ⁄ )

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( ⁄ )
d) ⁄ ⁄
e) ( ) ( ⁄ ⁄ ) ⁄ ⁄( ⁄ ) ( )
f) ( ⁄ ⁄ ) ∴ ( )
g) ( )
h) [ ( )

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Ejercicio 4.22
Se prepara una solución disolviendo ( ) ( ⁄) en agua suficiente para obtener Calcule
a) La concentración molar analítica de ( )
b) La concentración molar de
c) La concentración molar de ( )
d) El porcentaje ⁄ de ( )
e) Las milimoles de de esta disolucion.
f) Las partes por millón de ( )
g) El de la solución
h) El p ( ) de la solución
a) ( ) ( ) ( ⁄ )
b) ( ⁄ ) ( ) ( )

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c) ( ⁄ ⁄ ) ( ⁄ )
d) ⁄ ⁄
e) ( ) ( ⁄ ⁄ ) ⁄ ⁄( ⁄ ) ( )
f) ( ⁄ ⁄ ) ∴ ( )
g) [ ( )

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h) ( ) ( )
Ejercicio 4.23
Una solución al ( ⁄) ( ) ( ⁄) tiene una densidad de ⁄. Calcule
a) La concentración molar analítica de ( )
b) La masa en gramos del ( ) en cada litro de esta disolución
a) ( ) ( )( )( ( ) ) ( ) ( ( ) )( ⁄ )
b) ( ) ( )( )( ( ) ) ( ) ( )
Ejercicio 4.24
Una disolucion al ( ⁄) ( ⁄) tiene una densidad de ⁄. Calcule
a) La concentración molas del en esta disolución.
b) La masa en gramos del contenida en cada litro de esta disolución.
a) ( )( )( )

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( )( ⁄ )
b) ( )( )( )
Ejercicio 4.25
Describa la preparación de
a) ( ⁄ en una solución acuosa al ( ⁄)
b) de una solución de etanol al ( ⁄)
c) de una solución acuosa de etanol al ( ⁄)
a) ( )( )
b) ( )( )
c) ( )( )

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Ejercicio 4.26 Describa la preparación de
a) 2.50L de solución acuosa de glicerol (C3H8O3, 92.1g/mol) al 21.0% (p/v)
b) 2.50kg de solución acuosa de glicerol al 21.0% (p/p)
c) 2.50L de solución acuosa de glicerol al 21.0% (v/v)
a)
( )( )
Respuesta: Disolver 525 gr de glicerol y agua y afórese A 2500 ml con agua.
b)
( )( )
Respuesta: Se debe mezclar 525gr de glicerol con 1975 gr de agua.
c) ( )( )
Respuesta: Se debe diluir 525 ml de glicerol con suficiente agua hasta dar
Solución total = soluto + disolvente
Solución total – soluto = disolvente
2500gr – 525gr = 1975 gr

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Ejercicio 4.27.
Describa la preparación de 750mL de H3PO4 6.00M a partir del reactivo comercial, que es H3PO4 (p/p) al 86% con intensidad relativa de 1.71.
⁄ ( ) ⁄ ⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
Obtener la moralidad del reactivo concentrado
( )( )( )( )
Número de moles de H3PO4 está dado por
( )( )( )
Volumen del reactivo concentrado
( )
Respuesta: Diluir 299.8560ml del reactivo concentrado hasta 750 ml.
Ejercicio 4.28.
Describa la preparación de 900mL de HNO3 al 70.5% (p/p) con intensidad relativa de 1.42.
⁄ ( ) ⁄ ⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄

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Obtener la moralidad del reactivo concentrado ( )( )( )( )
Número de moles de HNO3 está dado por
( )( )
Volumen del reactivo concentrado ( )
Respuesta: Diluir 169.9424ml del reactivo comercial hasta 900 ml.
a) 500 mL de AgNO3 0.0750 M a partir del reactivo solido.
b) 1.00 L de HCl 0.285 M, utilizando una disolución de 6.00 M del reactivo.
c) 400 mL de una disolución que es 0.0810 M en K+, a partir del K4Fe(CN)6 solido.
a)
⁄ ( ) ⁄ ⁄( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( )( )( ) ( ⁄)( )( )

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b) ( ) ( )( ) ( )( ) ( )
c) ⁄ ( ) ⁄ ⁄( ) ⁄ ⁄( ) ⁄
⁄( ) ⁄
⁄ ( )( ) ( )( ) ( ( ) ) ( ) ( ) ( ⁄ ( ) ) ( )
a) 5.00L de KMnO4 0.0500 M a partir del reactivo solido
b) 4.00L de HClO4 0.250 M a partir de una disolución 8.00 M del reactivo.
c) 400mL de una solución que es 0.0250 M en I-, empezando con MgI2.

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d) 200mL de una solución acuosa de CuSO4 0.365 M
e) 1.50 L de NaOH 0.215 M a partir del reactivo comercial concentrado, NaOH al 50% (p/p), con densidad relativa de 1.525.
f) 1.50 L de una solución que es 12.0 ppm en K+ a partir de K4Fe(CN)6.
a)
K = 39.102 (1) = 39.102
Mn = 54.938 (1) = 54.938
O = 15.999 (4) = 63.996 .
158.036gr/mol ⁄ ( )( )( ) ( )( )( ⁄)
Respuesta: Disolver 39.509gr de KMnO4 y agua y diluir hasta 5 lts.
b) ( )( ) ( ) ( )( )
c)
( )( ) ( )

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⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ⁄ )
d) ( ⁄ )
⁄ ( ) ⁄ ⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄
( )( )

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e)
NaOH = 39.9959gr/mol
f) ⁄ ( ) ⁄ ⁄ ( ) ⁄ ⁄ ( ) ⁄
⁄ ( ) ⁄
⁄ ( )
( ⁄ ( ) ) ( )
Ejercicio 4.31.
¿Cuál es la masa de La (IO3)3 (663.6 g/mol) solido que se forma cuando se mezclan 50.0 mL de La3+ 0.250M con 75.0 mL de IO- 3 0.302 M? ( )
( )( )

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( ) ( )
Ejercicio 4.32.
¿Qué cantidad de PbCI2 sólido (278.10 g/mol) se forma cuando mezclan 200ml de Pb2+ 0.125 M con 400 ml de Cl- 0.175 M?
Pb2+ + 2 Cl- PbCl2
( )( )
( ⁄ ) ( ⁄ )
Ejercicio 4.33. Se disuelven exactamente 0.2220g de Na2CO3 puro en 100mL de HCl 0.0731 M.
a) ¿Cuál es la masa en gramos de CO2 producido en la reacción?
Na2CO3 + HCI  CO2 + NaCI + NaOH
( ⁄ ⁄ )

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1.-La presión de vapor del metanol puro es 159,76 mmHg. Determinar la fracción molar de glicerol (soluto no electrólito y no volátil) necesario para disminuir la presión de vapor a 129,76 mmHg. (Respuesta = 0,188)
Formula:
Sustitucion: (ecuacion 1)
159376mmHg -129.76mmHg
30 mmHg
Despejando: (ecuacion 2)
=
Sutituyendo:
=
=
2.-Determine la masa molar de un compuesto no electrolito sabiendo que al disolver 384 g de este compuesto en 500 g de benceno, se observó una temperatura de ebullición de la solución de 85,1 °C. (Benceno: KEB = 2,53 °C/molal y punto de ebullición 80,1 °C)
Datos:
Soluto: Masa 384 g
Masa molar= ?

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Solvente: Benceno
Masa= 500g
80.1
⁄
Solucion: T e = 85.1
Formula:
- ecuacion 1
m ecuacion 2
Sustitucion (ecuacion1)
85.1 -80.1
5
Sustitucion (ecuacion 2)
m
5 = (2.53 ⁄)m
m=
m=1.9762 m
Relacion:
1.9762m 1000g
X=? 500g
X=0.9881 m
Formula:
=
0.9881m =

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Masa molar=
= 388.6246 ⁄
3.-Determine la constante ebulloscópica de un solvente, si al disolver 100 g de urea (masa molar 60 g/mol) en 250 g de este solvente, éste incrementa su temperatura de ebullición en 2,1 °C.
Datos:
Soluto: Urea
Masa 100 g
Masa molar 60 ⁄
Solvente: masa= 250g
Solucion: 21
Formula:
m
Sustitucion:
=
=1.666 moles
=
Relacion:
1.666 moles 250g (solvente)
X= 1000g
X= 6.6664 moles
Despeje :
=

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Sustituyendo:
=
= 0.315 ⁄
4.- Calcule el peso molecular de un no electrolito si el agua se congela a -0,50 °C cuando en 20 g de ella se disuelven 12 g de soluto. (Agua: temperatura de congelación 0 °C y constante crioscópica 1,86 °C/molal )
Formula:
- ecuacion 1
m ecuacion 2
Sustitucion: (ecuacion 1)
0 ( )
5
Despejando: (ecuacion 2)
m=
Sustituyendo:
m= = 0.2688 moles
Relacion:
0.2688m 100g (agua)
x= 20g
x= 5.376 moles
Relacion 2:
12 g 5.376 moles
X 1mol
x= 2232.1428 gramos

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5.-Calcular la masa molar aproximada del tiofeno sabiendo que una solución de 100 mL que contiene 0,32 g de ese compuesto en alcohol dio una presión osmótica de 510 mmHg a 20 °C.
Solucion:
v=100 mL
= 20 + 273.15
T= 293.15
R = 62.3636
Formula:
Despejando:
=
Sustituyendo:
n=2.789x moles
Despejando:
= 114.73 ⁄
6.- Ordene las siguientes soluciones acuosas en orden creciente de sus puntos de ebullición.
a) Glicerina 0,03 m
b) KBr 0,02 m;  = 2

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C) NaCl 0,02 m; i = 1,94
(Keb = 0,52 °C/molal)
) m = (0.52 ⁄)(0.03m) = 0.0156 + 100 ( )
Glicerina= 100.0156
b) m * i = (0.52 ⁄)(0.02 m)(1.94) +100 ( )
Nacl =100.0201
c) m * i = (0.52 ⁄)(0.02 )(2) +100 ( )
Kbr =100.0208
7.-¿Cual es la presión osmótica a 20°C de una solución de sacarosa (C12H22O11), 0,0020M? (Respuesta = 0,048 atm)
⁄
Formula:
Conversión:
°K = °C + 273.15
°K= (20°C) + 273.15 = 293.15°K
Sustitución:
π= (0.0020M)( ⁄)(293.15°K)
π= 0.48atm
8.- Una solución contiene 8.3g de una sustancia no electrolito y no volátil, disuelta en un mol de cloroformo (CHCl3), esta solución tiene una presión de vapor de 510.79 mmHg. La presión de vapor del cloroformo a esta temperatura es 525.79 mmHg. En base a esta información determine:
a) Fracccion molar
Formula:
Despejando:

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Sustitución:
9.- Se disuelven 0.3 moles de sulfato de sodio (Na2SO4), electrolito fuerte y no volátil, en 2kg de agua a 60°C. Si la presión de vapor del agua a esta temperatura es 149.4mmHg. Determine la presión de vapor de la solución resultante.
(Respuesta: 148.20mmHg)
Formulas:
Relacionando:
( )( )
Sustitución:
( )( ) ( )( )

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10.-Cuantos gramos de glucosa (masa molar ⁄) son necesarios disolver en 1000g de agua para que la temperatura de ebullición del agua se eleve en 3°C. (Agua: temperatura de ebullición 100°C y ⁄)
(Respuesta: 1038.46g)
Formulas:
Sustitución:
⁄
( )( )
( ⁄)( )
11.-- ¿Cuál será el punto de congelación de una solución que contiene 17.25g de ácido cítrico (C6H807) disueltos en 250g de agua. (Agua: temperatura de congelación 0°C y constante críoscopica 1.86 ⁄) (Respuesta: 0.668°C)
Formulas:

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51
Relacionando:
( )( )
Sustitución:
( ⁄)( )
12.- Disolviendo 6.73g de sacarosa (masa molar 342 ⁄) hasta formar 1500mL de solución a 20°C ¿Cuál es la presión osmótica que teóricamente corresponderá?
Formulas:
Sustitución:
⁄
( )( ⁄)( )
13- ¿Qué presión osmótica en atm ejercerá cualquier solución 0.1M de una sustancia no ionizable a 20°C? (Respuesta= 2.40atm)
Datos:

2012
52
Temperatura: 20°C = 293.15°C
M= 0.1
Formula:
( )( ⁄)(293.15°K)

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