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GRUPO 1. FISICOQUÍMICA
TEMA 3. Sistemas de composición variable. Disoluciones
Composición de las disoluciones 1.- Escriba las unidades en el SI de las siguientes magnitudes relacionadas con la composición de una disolución: a) Molaridad; b) Molalidad; c) Fracción molar
2.- ¿Cuál de las tres magnitudes del problema anterior cambia cuando cambia la temperatura?
3.- Calcule el número de moles de HCl en cada una de las siguientes disoluciones acuosas: a.- 145 ml de una disolución de HCl 0.8M. b.- 145 g de una disolución de HCl al 10% en peso c.- 145 g de una disolución de HCl 4.85 m.
Sol : a) 0.116 moles; b) 0.398 moles; c) 0.598 moles.
4.- ¿Cuál es la molalidad y la fracción molar de una disolución acuosa de NH 3 con un 0.8% en peso de amoniaco? Sol : 0.474 m; fracción molar=0.00846.
5.- La densidad de una disolución de KI 1.506 molal es de 1.1659 g/cm^3 a 20º C y 1atm. Calcule la molaridad de la disolución de KI. Sol : 1.405 M
Magnitudes molares parciales 1.- A 25º C y 1 atm una disolución de NaCl 0.5 m tiene un VNaCl=18.63 cm^3 /mol y VH2O=18.062 cm^3 /mol. Calcule el volumen que ocupa a 25º C y 1 atm una disolución preparada disolviendo 0.5 moles de NaCl en 1000 ml de agua. Sol : 1011.9 cm^3
2.- Cuando 1.158 moles de agua se disuelven en 0.842 moles de etanol, el volumen de la disolución es 68.16 cm^3 a 25ºC. a) Si el valor de Vagua=16.98 cm^3
mol-1, hallar Vetanol. b) Compare los volúmenes molares parciales de los componentes con sus respectivos volúmenes molares, si las masas moleculares del agua y el etanol son 18.02 y 46.07 g/mol, respectivamente. Las densidades del agua y el etanol a 25ºC son 0.9970 y 0.7852 g/cm^3 , respectivamente. Sol: 57.60 cm^3 /mol, 18.074 cm^3 /mol, 58.673 cm^3 /mol.
3.- El volumen total de una disolución de m 2 moles de ácido acético en 1000g de agua obedece la fórmula: V=1002.935 + 51.832 m 2 + 0.1394 m 22 ; donde m 2 es la molalidad del ácido acético. Determine el volumen molar parcial del ácido acético y del agua para una molalidad de ácido acético de 0.4 mol/kg. Sol: 51.94 cm^3 /mol, 18.046 cm^3 /mol
Equilibrio líquido-vapor 1- El benceno (b) y el tolueno (t) forman disoluciones casi ideales. A 20 ºC, las presiones de vapor de los componentes puros son: Pb=74.7 Torr y Pt=22.3 Torr, respectivamente. a) Calcule las presiones parciales en el equilibrio de una disolución de 100.0 g de benceno y 100.0 g de tolueno. b) Calcule las fracciones molares de la fase vapor en equilibrio con la disolución. Mr (benceno)=78 g/mol;. Mr(tolueno)=92 g/mol Sol: a) 40.4 Torr, 10.2 Torr; b) 0.80, 0.20.
2- La tabla refleja las presiones de vapor del Br 2 (l), a 25 ºC, correspondientes a diversas fracciones molares en disoluciones de Cl 4 C. 103 xBromo : 3.94 4.20 5.99 10.2 13.0 23.6 25. P / Nm-2^ : 202.6 213.3 318.6 569.3 723.9 1276 1369 Compruebe si se satisface la ley de Henry: a) En un cierto intervalo de concentración. b) Hasta x (Br 2 ) =1. (La presión de vapor del bromo puro es 28. kN/m^2 ). Sol: a) Si; b) No.
3.- A 90ºC, una disolución acuosa de n-propanol de fracción molar 0.259 tiene una presión de vapor de 820.3 Torr. La fase vapor tiene un 39.7% en moles de n- propanol. a) ¿Cuál sería la presión de la disolución si se cumpliera la ley de Raoult?, b) Calcule las actividades y coeficientes de actividad de cada
ºC) es 95 cal/g y su calor de fusión en el punto de congelación vale 30.3 cal/g. Sol: 80.3 ºC.
4.- Una disolución binaria de un soluto de masa molecular desconocida, que se encuentra disuelto al 1.25 % en peso en C 6 H 6 como disolvente, tiene una Pv de 752.4 Torr a 80.0 ºC y un punto de ebullición de 80.33 ºC. El punto de ebullición normal del benceno es 80.0 ºC. Suponiendo que el soluto no es volátil, determine su masa molecular y el calor de vaporización por gramo para el benceno. M(C 6 H 6 ) = 78 g.mol-1. Sol: 97.75 g mol-1; 97.2 cal g-1.
5.- Al agregar 3 g de una sustancia a 100 g de Cl 4 C, aumenta la temperatura de ebullición de éste en 0.60 ºC. La constante ebulloscópica, Kb, vale 5.03 K mol-1^ kg. Sabiendo que la constante crioscópica, Kc, vale 31.8 K mol-1^ kg, calcule la disminución de la temperatura de congelación, la disminución relativa de la Pv, la presión osmótica a 25 ºC y el peso molecular de la substancia. Datos: la densidad del Cl 4 C a 25 ºC es 1.59 g/cm^3 y su masa molecular vale 154 g / mol. Sol: 3.793 grados; 0.01803; 4.59 (4.64) atm; 251.5 g/mol.
6.- Una disolución acuosa ideal tiene una presión osmótica de 12.2 atm a 20ºC. a) ¿Cuál es su concentración en la escala de fracciones molares?. b) ¿Cuál es la diferencia, en julio, entre el potencial químico del agua en esta disolución y el del agua pura?. Suponga que el volumen de la disolución es el mismo que el del agua pura y que la densidad del agua es 1g/ml. Sol: a) 0.991 y 0.009, b) –22.0 J mol-1.
7.- El punto de congelación de una disolución de 2.06 g de maltosa en 98 g de agua es -0.112 º C. Estime el peso molecular de la maltosa. Kf(H 2 O)=1.86 K-1mol-1^ Kg Sol : 339 g/mol
Disoluciones de electrolitos 1.- Calcule la actividad de cada uno de los siguiente iones: Na+, SO 4 =^ y OH-, en una disolución que es 0.003 m en Na 2 SO 4 y 0.001 m en NaOH.
Sol : 6.22x10-3; 1.89x10-3; 8.9x10-.
2 .- Calcule la fuerza iónica de una disolución acuosa de Na 2 SO 4 a 298 K que tiene una molalidad igual a 0.005 mol kg-1, y empleando la ley límite de Debye- Hückel estime: a) los coeficientes de actividad de los iones Na+^ y SO 4 =^ en esta disolución. b) el coeficiente de actividad iónico medio del Na 2 SO 4. Sol : a) 0.866 y 0.563, b) 0.750.
3 .- Calcule la actividad iónica media del K 2 SO 4 (0.01 m) en una disolución 0.02 m en NaCl y 0.005 m en Ca (NO 3 ) 2. Sol : 8.72 x 10-3.
