El primer examen de recuperacion

1. RESOLUCIÓN DEL EXAMEN DE INTENTO DE RECUPERACIÓN
DE LA PRIMERA SEMANA DEL INTER
junio 2010
Se elabora una solución disolviendo 5g de Pb(C2H3O2)4 en 50 cL. (Solución principal)
Esta solución se puede representar de la siguiente manera:  5g
50cL
la cuál se puede transformar para facilitar los cálculos, pero antes nos tenemos que dar cuenta que el
volumen esta dado en cL y por comodidad lo pasamos a mL., esto se consigue desplazando el punto
decimal un lugar a la derecha. L−− dL−−cL−− mL Y queda de la siguiente manera.
 5g
500mL  O tambíen  
5g
0.5L
=10 g / L y este valor se puede usar para resolver problemas.
Primera pregunta
Se toman de la solución principal 3ml y se aforan a 500dL, calcular la concentración molar.
Estos 3ml, los convertimos a Litros mediante la siguiente conversión.
L
3mL 1
1000  
mL =0.003 L
Ese volumen debe tener la misma concentración de 10g/L por lo tanto, podemos determinar cuantos
gramos van disueltos en estos 0.003L de la siguiente manera.
0.003L  
10g
L
=0.03 g Ahora esos 0.03g son colocados en 500dL, considerando que
L−− dL−− cL−− mL podemos ver que si recorremos el punto decimal un lugar a la
izquierda este volumen es de 50L. Con lo que la concentración queda expresada así :
 0.03g
50L 
=

0.0006g
L
. esta manera de expresar la concentración nos permite ver lo que hay que
convertir para tener concentración molar. En el numerador deben estar moles y en el denominador
litros,
 numerador
denominador  , por lo que ahora es evidente que debo convertir los gramos a moles y sustituir
en la formula de concentración molar. Pero PARA CONVERTIR GRAMOS A MOLES NECESITO
LA MASA MOLAR.
Calculando la masa molar del acetato de plomo (IV). Pb(C2H3O2)4
masa molar del plomo 207g/mol, masa molar del carbono 12g/mol, masa molar del hidrógeno
1g/mol
masa molar del oxígeno 16g/mol
Considerando que tenemos 1 plomo, 2x4=8 carbonos, 3x4= 12 hidrógenos, 2x4=8 oxígenos.
Por lo que la masa del acetato de plomo es
Átomo Cantidad x Masa molar Masa total
Plomo 1 207g/mol 207g/mol
Carbono 8 12 g/mol 96 g/mol
Hidrógeno 12 1g/mol 12g/mol
Oxígeno 8 16g/mol 128g/mol

2. suma=> 443g/mol
Como la masa molar del acetato de plomo es de 443g/mol, puedo con este dato determinar la
cantidad de moles.
 L  
0.0006g mol
443g
=1.35 x 10−6 moles. Con esta cantidad en moles ya puedo sustituir en la
formula de concentración molar, con lo que queda.

1.35 x 10−6 moles
L 
=1.35 x 10−6 M Que es la concentración buscada.
SEGUNDA PREGUNTA
2)Se toman de la solución principal 5ml y se aforan a 7L , calcular la concentración molal.
Ahora se toman 5ml esto es 0.005L de la solución principal y se aforan a 7 L, pero como ya sabemos
la concentración de la solución principal que es de 10g/L por lo que la cantidad de gramos que se
tomaron son.
.005 L
10g
L  
=0.05g Y estos gramos se aforan a 7L con lo que queda así
0.05g
7L  
=0.007g / L
para poder convertir a molalidad necesito convertir los gramos a equivalentes y los litros a kg.
Ya que la molaridad se expresa asi:
 moles de soluto = m
kg disolvente  
Para lo cuál primero necesito la masa molar del acetato de plomo (IV) ,después la densidad de la
solución.
La densidad de la solución es de 1.3g/ml, la cuál tambien puedo expresarla como 1.3kg/L.
Aplicando los cálculos.  0.007g
L  L
1.3Kg  
mol
443g
=1.2 x 10−5 m Qué es la concentración molal
que buscamos
PREGUNTA 3
3)Se toman de la solución principal 1.5ml y se aforan a 50m3, calcular la normalidad.
Para resolver este problema debo recordar que la normalidad se expresa así:
 equivalentes de soluto = N
 L disolvente
equivalentes del soluto, y convertir los m3 a litros.
 es evidente que tengo que calcular los
Primero analizo como se dio la dilución...
tome 1.5mL esto es 0.0015 L de una solución que sabemos tiene una concentración de 10g/L

3. con lo que los gramos que tome son
10g
.0015 L
L  
=0.015 g , el volumen en el que pongo estos
0.015g es de 50m3, por lo que tengo que considerar lo siguiente
. . 3
m3−− −− −− dm 3 . , y como los dm son equivalentes a los litros, si recorro el punto
decimal 3 lugares a la derecha me queda que : 50m3 son 50000 L.
Ahora si puedo expresar la concentración de la siguiente manera  0.015g
50000L 
=0.00000003 g / L
que se puede expresar en base 10, esto es 3 x 10-8g/L
ahora nos damos cuenta que para que esa concentración sea normal debo transformar los gramos a
equivalentes.
Pero el acetato de plomo tiene 4 equivalentes.
esto lo deduzco del cruce de valencias y de la cantidad de aniones que participan en el compuesto.
+4 -1
Pb(C2H3O2)4
-1
Del cruce de valencias se puede ver que el anion acetato (C2H3O2) 4 tiene una valencia de -1 pero
son 4 aniones , por lo que la cantidad de equivalentes son ∣−1 x 4∣=4 equivalentes/ mol
observando las unidades de los equivalentes me doy cuenta que es de equivalentes/mol es evidente
que debo trabajar con moles, o sea que primero debo convertir los gramos a moles y luego los moles a
equivalentes.
Según los cálculos anteriores la concentración era de 3 x 10-8g/L
expresado en moles sería...
 L  
3x10−8 g  mol 4equivalentes
443g mol  −10
=2.7 x 10 N que es la concentración buscada
Recordar que los 443g/mol son la masa molar del compuesto. Y que en este caso se esta invirtiendo
1mol/443g
CUARTA PREGUNTA
Si el kps de la sustancia disuelta es de 1 x 10 -19 ¿cuál concentración no es posible hacer?, justifique
su respuesta.
El kps o producto de solubilidad se define como el producto iónico de los iones que se producen al
solubilizar un compuesto
Cuando un compuesto iónico se solubiliza se ioniza y genera los iones que lo conforman y aplicando
la estequiometría se calculan las siguientes concentraciones.
progreso Pb(C2H3O2)4 ---------→ Pb + 4(C2H3O2)4
Inicio Solido 0 0
cambio Sólido X 4X

4. equilibrio Sólido X 4X
X representa el valor de la concentración de cada especie al terminar la disolución.
Esto quiere decir que la concentración de Pb es de X y la de (C2H3O2)4 es de 4X
esto queda así.
[ Pb]=X
[(C2H3O2)4 ]=4X
N.B. Por convención todas las cantidad que se encuentran entre corchetes, son consideradas
concentraciones molares.
Para calcular el producto de solubilidad o Kps se aplica la formula de la siguiente manera.
4
Kps =[Pb] [(C2H3O2)4]
Donde se ve que esta constante es igual ala multiplicación de las concentraciones de los iones que se
forman, elevado al coeficiente estequiométrico. Por ejemplo el plomo tiene un coeficiente de 1 por lo
que se eleva a la uno, mientras que el acetato tiene un coeficiente de 4 por lo que se eleva a la cuatro.
Pero como ya sabemos el valor de la concentración del Pb y del (C2H3O2)4 , en función de x ,
claro.
Entonces la Kps queda así.
Kps = (x)(4x)4=1 x 10-19
resolvemos el valor de x...
x(4x)(4x)(4x)(4x)=256 X5
quedando así
Kps = 256X5=1 x 10-19
Despejando la X
5
X = 
1x10−19
256 
sacando la raiz quinta
Masa molar
  Del compuesto
−19
5 1x10 −5
X= =5.26 x 10 M
256
expresandolo en g/L
 5.26 x10 −5 moles 443g
L moles    
=
0.02g
L
El límite de solubilidad es de 0.02g/L, esto quiere decir que ningún concentración mayor a ese valor
puede llevarse a cabo.

5. La solución principal es de 10g/L (esta solución no puede llevare a cabo por que supera el límite de
solubilidad)
La segunda solución es de 0.0006g/L(esta es menor que el límite de solubilidad por lo tanto si se
puede hacer.
La tercera solución es de 0.00000003 g/L (esta es menor que el límite de solubilidad por lo que si se
puede hacer)
Quinta pregunta
5)Calcular la presión osmótica de la solución del inciso 3, considerando la temperatura de 25°C.
La presión osmótica se define matemáticamente así:
π =iMRT
donde :
i es el factor de Van´t Hoff
M la concentración molar
R la constante del gas ideal que vale 0.082 L atm/ kelvin mol.
T es la temperatura en kelvin
La concentración de 3 es de 3 x 10-8g/L
convirtiendola a molaridad (concentración molar queda).
L
3x10−8 g  1mol
443g   −11
=6.77x10 M.
El factor de Van´t Hoff es de ...5
Pb(C2H3O2)4-----→Pb + 4(C2H3O2)4
Ya que por cada acetato de plomo (IV) se obtiene 1 plomo y 4 acetatos, (1+4=5).
La temperatura de estudio es de 25°C convertida a kelvin
K=25+273=298K
Sustituyendo estos valores da:
π =56.77 x10−110.082298=0.000000008271586
8.27 x 10-9atmosferas
SEXTA PREGUNTA
Explique que le pasa a un globulo rojo en la solución 3, considerando la presión osmótica calculada
en la pregunta anterior.
La presión osmótica de un globulo rojo es de alrededor de 7 atmosferas, por lo que la solución
anterior es de una concentración mucho menor, por lo que se le considera isotónica, y provocará que
los glóbulos rojos se hemolizan o sea revientan.
OCTAVA PREGUNTA
8)Calcule la presión de vapor de la solución 2, si la temperatura es de 25°C y la presión del
disolvente puro es de 800 torr
Para resolver esta pregunta es importante recordar que la variación de la presión de vapor esta dada
por la siguiente fórmula.

6. ΔPv =iXP o
Donde:
ΔPv es la variación de vapor de la solución.
i es el factor de Van´t Hoff.
X es la fracción molar.
P0 es la presión de vapor del solvente puro.
La solución 2 ya se habia analizado y se calculo que tenia una concentración de =0.007g/L
A partir de esta podemos determinar la fracción molar.
Considerando que la fracción molar se define como:
X=  moles de soluto
moles de solutomoles de disolvente 
Los moles de soluto se pueden calcular considerando la masa molar.
0.007g  
1mol
443g
=1.58x10−5 moles
Para calcular los moles de disolvente, consideramos la densidad del agua que es de 1kg/L y
su masa molar de 18g/mol.
1L  
1kg
1L
1000g
1kg  
1mol
18g
=55.6 moles
por lo que la fracción molar queda así:
 
−5
1.58x10
X= −5
=2.8x10−7
1.58x10 55.6
el cual es un valor adimensional.
Sustituyendo todos los valores en la fórmula de variación de presión de vapor.
ΔPv =52.8x10−7 800=0.00112 torr
Novena pregunta
9)Calcule la variación de la temperatura de ebullición de la solución 1, considerando
que kb es de 0.065.
Para resolver este problema recordamos que la fórmula de variación de la temperatura de ebullición
esta dada por:

7. ΔTeb=iK eb m
i es el factor de Van´t Hoff.
Keb es la constante ebulloscópica
m es la concentración m o l a l
La solución 1 tiene una concentración de 0.0006g/L
La convertimos a molal
 0.0006g
L   
L
Kg
1mol
443g
=1.35x10−6 m
N.B. La concentración molal se abrevia con una m minúscula.
Sustituyendo los valores:
−6 0
ΔTeb= 4 0.0651.35x10 =0.000000351 C