problemas concentración.09-10

Cómo resolver problemas sobre concentración de disoluciones.
Tenemos una disolución de azúcar en agua del 18% en masa(peso) y densidad 1’075 g/cm 3. ¿ De qué volumen de
1.-)
disolución necesitamos disponer para que estén disueltos 30 g de azúcar?.
ESTRATEGIA DE RESOLUCIÓN
I)
Leer atentamente el enunciado del problema, distinguiendo entre los datos que se te facilitan y las incógnitas
que se te piden.
Datos
:
 disolución de azúcar en agua
 densidad 1’075 g/cm
Incógnitas :
II)
 concentración del 18 % en masa.
3
 30 g de azúcar disueltos
 Volumen de disolución de que debemos disponer ?.
Identificar con sus símbolos literales tanto a los datos como a las incógnitas.
Identificación:
azúcar
III)
agua
= DISOLVENTE
3
concentración del 18 % en masa
= [ %S ]
densidad 1’075 g/cm
30 g de azúcar disueltos
= ms
Volumen de disolución?
= d
= ¿ Vd ?
Escribir la fórmula de la unidad de concentración de que informa el enunciado así como de las dos fórmulas auxiliares.
1
ms
 100 %
md

[ %S ] 

mS + m D = m d

IV)
= SOLUTO
d
md
Vd
Combinar dichas ecuaciones para lograr ir contestando a las diferentes preguntas del problema. En nuestro caso
debemos hacer lo siguiente.
!
En la 1ª fórmula desconocemos tanto sólo md . Por tanto :
ms
 100 %
[ %S ]
a.-)
debemos despejar md de la fórmula : m 
d
b.-)
Pasar todos los datos a un mismo sistema de unidades [ compatible / S.I. ]
c.-)
Efectuar los cálculos numéricos correspondientes:
d.-)
Con la 3ª fórmula, despejar Vd ; Vd 
e.-)
A continuación operar, siempre y cuando todos los datos estén expresados en un mismo sistema de
md 
30
 100 %  166'7 g de disolucion
18
md
d
unidades.
Vd 
166'7
 157'1 cm 3
1075
'
;
RESPUESTA : 157’1 cm3 de disolución
2.-)
Calcula el tanto por ciento en peso de una disolución acuosa de glucosa en agua que contiene 20 g de glucosa en 163
cm3 de disolución cuya densidad es de 1018 g/L. R : 12’5 % [m/m ] .
3.-)
¿ Cuántos gramos de sal contendrá un recipiente de 400 L de capacidad que contiene una disolución acuosa de sal
de concentración 0’3 g/L?. R : 120 g.
4.-)
Se dispone de una disolución de “sosa cáustica” en agua del 20% de riqueza en peso. ¿ Cuántos kg de sosa hay en cada
litro de disolución. Dato: Densidad de la disolución = 1264 g/L. R : 0’253 kg de sosa.
2
5.-) Determina el tanto por ciento en volumen de alcohol de un vino, sabiendo que en una cuba de 120 L hay 10 L de alcohol.
R: 8’33 % [ v/v ].
6.-)
¿ Cuántos centímetros cúbicos de alcohol hay en 250 mL de un alcohol comercial del 70% en volumen?. R : 175 cm3.
7.-)
Si la concentración de una disolución de azúcar en leche es de 5 g/L, ¿cuántos hectogramos de azúcar hay en un vaso
que contiene 200 mL de disolución?. R : 0’01 hg .
8.-)
En un vaso se han puesto 250 g de alcohol junto con 2 g de yodo, que se disuelven completamente. Calcula la
concentración de la disolución en % en masa. R: 0.793 % [ m/m ].
9.-)
El % en volumen de alcohol etílico en un vino es del 12 %. ¿ Cuál es la concentración en % en peso de alcohol en dicho
vino?. Datos : la densidad del alcohol etílico = de 0’79 g/mL ; densidad del vino = 1’004 g/mL. R : 9’44 % [ m/m ].
3
10.-)
Una disolución de sal en agua tiene una concentración del 20 % en peso y una densidad de 1,15 g/cm 3. Calcular su
concentración en g/L. R : 230 g/L .
11.-)
Calcula la concentración en “gramos por litro” de una disolución acuosa de sal en agua que contiene 5 g de sal en 200
mL( cm3 ) de disolución. R : 25 g/L .
12.-) Una disolución de yodo en alcohol tiene una concentración del 5 % en peso siendo su densidad 0’94 g/cm3. Calcular su
concentración en g/L. R : 47 g/L .
13.-)
En 40 g de cierta disolución acuosa de clorato de potasio hay 1’2 g de esta sustancia. Sabiendo que la densidad del
clorato de potasio es de 2 g/cm3 y el de la disolución resultante 1’002 g/cm3, determinar :
a.-) La [ ] en % en peso. R : 3% [ m/m ].
b.-) La [ ] en % en volumen R : 1’5 % [ v/v ].
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14.-)
Tenemos una disolución de ácido sulfúrico en agua de concentración 1776 g/L y d = 1’85 g/cm3. Calcula su
concentración en % en peso. R : 96 % [ m/ m ].
15.-)
A 14 g de yoduro de calcio se añaden 500 cm3 de agua [ d = 1 g/cm3 ]. Si la densidad del yoduro de calcio es de 2’8
g/cm3 y la de la disolución resultante resulta ser de 1’023 g/mL. Determina la concentración de dicha disolución en:
a.-) [g/L] . R : 27’7 % [ v/v ]
b.-) [ %S]. R : 2’72 % [ m/m ].
16.-)
Suponiendo que el aire contiene sólo oxígeno y nitrógeno y que de este último hay por cada 50 litros de aire hay 39.5
l de nitrógeno, ¿qué porcentaje en volumen hay de oxígeno?. R : 21 % [ v/v ].
17.-)
La glucosa, uno de los componentes del azúcar, es una sustancia sólida soluble en agua. La disolución de glucosa en
agua (suero glucosado) se usa para alimentar a los enfermos cuando no pueden comer. En la etiqueta de una botella de
suero de 500 cm3 aparece: “Disolución de glucosa en agua, concentración 55 g/L”.
a.-)
¿Cuál es el disolvente y cuál el soluto en la disolución?.
b.-) Ponemos en un plato 50 cm3 de suero. Si dejamos que se evapore el agua, ¿Qué cantidad de glucosa quedará en el
plato?. R : 2’75 g.
c.-)
Un enfermo necesita tomar 20 g de glucosa cada hora ¿Qué volumen de suero de la botella anterior se le debe
inyectar en 8 hora?. R : 2’91 L.
5
18.-)
En un vaso que contiene 312’5 cm3 de alcohol[ d = 0’8 g/cm3] se añaden 5 g de yodo, que se disuelve por completo.
a.-) Calcular la concentración de la disolución en % en masa. R : 1’96 % [ m/m ].
b.-) ¿Cuántos gramos de disolución habrá que coger para que al evaporarse el alcohol quede 0’5 g de yodo sólido?.R:25’5g.
c.-) Si tomamos 50 g de disolución y dejamos evaporar el alcohol. ¿Cuántos gramos de yodo quedan?. R : 0’98 g .
19.-)
Hemos preparado una disolución de cloruro de cobre 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 cm3.
a.-)
¿ Cuál es la densidad de la disolución resultante?. Expresa el resultado en kg/m3. R : 1100 kg/m3.
b.-)
Calcula la concentración en % en peso y en g/L. R : 10’91% [ m/m] ; 120 g/L .
c.-)
Si evaporamos todo el agua que hay en los 15 cm3 de disolución, ¿cuánto cloruro de cobre se recupera?. R: 1’8 g.
20.-)
Tenemos 20 mL de una disolución de alcohol en agua al 40 % [ v/v ]. La diluimos añadiendo 60 mL de agua pura. ¿Cuál
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será ahora la concentración [ % en volumen] de la nueva disolución?. R : 10 % [ v/v ].
21.-)
Como sabes, las aleaciones metálicas son disoluciones en las que los componentes están en estado sólido. Para medir
la concentración de oro en una aleación (el resto suele ser plata) se usa una unidad de concentración denominada
“quilate”. Una concentración de 1 quilate nos dice que de cada 24 g de aleación, 1 g es de oro puro.
a.-)
¿Qué % en peso corresponde a una aleación de 1 quilate?. R: 4’17% [ m/m ].
b.-) ¿A qué % en peso equivale una aleación de 18 quilates?. R : 75% [ m/m ]
c.-) ¿Qué cantidad de oro puro posee un lingote de oro de 18 quilates si su masa es de 4 kg?. R : 3 kg .