UNIDAD IV TEMA II ejercicios

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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIEMTAL POLITECNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICE-RECTORADO BARQUISIMETO
EJERCICIOS RESUELTOS
UNIDAD V. TEMA II
Unidades de Concentración de Soluciones
1. El hidróxido de sodio 10% es una de las sustancias utilizadas para preparar mezclas destapadores
de cañerías. Una de estas mezclas tiene una concentración de hidróxido de sodio al 32 %m/V. Si a 
20 mL de la misma se le agregan 100 mL de agua, ¿Cuál será la concentración de la nueva solución? 
Datos
C sol1=32% m /V
V sol 1=20mL
V svte=100 mL
C sol2=?
Solución
Determinando la masa del soluto
% m /V =
msto
V sol
× 100 %⟹msto=
%m /V∗V sol
100%
msto=
32%
m
V
∗20mL
100%
=6,4 g
Calculando la concentración de la nueva solución
% m /V =
6,4 g
120 mL
×100 %=5,33 % m/V
2. El médico le receta a un paciente un medicamento y le dice “Tome una pastilla de 250 mg cada 8
horas por 7 días”. El paciente va a la farmacia y le informan que el medicamento en pastillas de 250 mg
está agotado, pero existe un jarabe “genérico” que contiene el mismo principio activo. El jarabe dice
que contiene 100 mg/cucharadita de 5,00 mL.
 a. ¿Qué volumen de jarabe (en mL) debe tomar el paciente cada 8 horas para cumplir con lo que le
indicó el médico?
 b. Si cada botella de jarabe contiene 120 mL ¿Cuántas botellas debe comprar el paciente para
cumplir con todo el tratamiento?
 c. Si las pastillas (que estaban agotadas) costaban Bs 2344 la caja de 10 pastillas y el jarabe costaba
Bs 1500 por cada botella ¿Qué resulta más económico: las pastillas o el jarabe?
 d. Determine la concentración del principio activo en el jarabe y expréselo como % m/V.
Datos
m pastilla=250 mg
%m/V jarave=100 mg /5,00 mL
V jarabe=? (mL) debe tomar
V jarabe=120mL botella
Nbotelas=?
Solución
La dosis que debe tomar el paciente es 250 mg. Una cucharadita de
jarabe sólo proporciona 100 mg del principio activo, por lo tanto debe
tomar más de 1 cucharadita de jarabe. Para poder tomar los 250 mg el
cálculo es el siguiente: 
V jarabe=250
mg×1 cucharada
100 mg
=2,5 cucharadas
Fuente: Guía Química General Para Ingenieros. Prof. Marisela Luzardo UNEXPO Barquisimeto
Prof.: MSc. Alejandra Escobar
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$ pastilla=2344 Bs caja de 10 
pastillas
$ jarabe=1500 Bs botella
G pastillas=?
G jarabe=?
%m/V=? principio activo 
del jarabe
Si 1 cucharadita = 5,00 mL; entonces:
V jarabe=2,5 cucharadas×
5,00 mL
1 cucharada
=13,5 mL (a)
El paciente debe tomar cada ocho horas 12,5 mL del jarabe
Para calcular cuantas botellas de jarabe debe comprar, el cálculo es el 
siguiente:
Nbotelas=
12,5 mL
8 h
×
24 h
1 dia
×7 dias=263 mL×
1 botella
129 mL
=2,19botellas
El paciente debe comprar 3 botellas, ya que en la farmacia venden las 
botellas completas, no venden 0,19 botellas. (b)
Si el paciente hubiese comprado las pastillas, necesitaría: 
G pastillas=7 dias×
1 pastilla
8 h
×
24 h
1dia
=21 pastillas
G pastillas=21 pastillas×
1 caja
10 pastillas
=2,1cajas
El paciente debe comprar 3 cajas, por un costo de:
G pastillas=3 cajas×2344 Bs=7032 Bs
Con respecto al jarabe, el paciente debe gastar:
G jarabe=3botellas×1500 Bs=4500Bs
Resulta más económico comprar el jarabe (c)
%m/V=
msto(g)
V sol (mL)
×100 %
%m/V=
100 mg×
1g
1000 mg
5,00mL
×100%=2,00 %m /V
3. Se disuelven 25 g de etanol C2H5OH en 50 g de agua. Calcular la fracción molar del soluto en la
mezcla.
Datos
mC2 H 5 OH=25 g 
mH 2 O=50 g 
X sto=? 
Solución
Masa molar de las sustancias involucradas
MMC2 H 5 OH=46
g
mol
; MM H 2O=18
g
mol
Determinar el número de moles
n=
m
MM
;nT=nsto+nsvte
Fuente: Guía Química General Para Ingenieros. Prof. Marisela Luzardo UNEXPO Barquisimeto
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nC2 H 5OH =
25g
46
g
mol
=0,5435mol
nH 2 O=
50 g
18
g
mol
=2,7778 mol
nT=0,5435 mol+2,7778 mol=3,3213 mol
Calculando la fracción molar del soluto
X sto=
nsto
nT
=
0,5435 mol
3,3213 mol
=0,1636
4. Se disuelven en 0,35 L de agua 9,1535 in3 de propanona (CH3COCH3), cuya densidad es de 0,797 g/
mL. Calcular de la solución resultante su Molaridad y molalidad. 
Datos
V C H3 COC H 3=9,1535 in
3 
V H 2O=0,35 L 
ρC H 3COC H 3=0,797 g /mL
M=? 
m=? 
Solución
Masa molar de las sustancias involucradas
MMC H3 COC H 3=60
g
mol
;MM H 2 O=18
g
mol
Determinar la masa de la propanona y del agua
ρ=
m
V
⟹m= ρV
V C H3 COC H 3=9,1535
in3∗16,36 mL
1 in3
=149,7513 mL
mC H 3 COC H 3=0,797
g
mL
∗149,7513 mL=119,3518 g C H3 COC H 3
V H 2O=0,35
L∗106 mL
1000 L
=305mL
mH 2 O=1
g
mL
∗350mL=350 g H2O
Calculo de la Molaridad
M=
nsto
V sol
n=
m
MM
⟹nC H 3 COC H3=
119,3518 g
60
g
mol
=1,9892 mol
V sol=V sto+V svte
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V sol=149,7513 mL+350 mL=499,7513
mL∗1 L
1000 mL
=0,4998 L
M=
1,9892mol
0,4998 L
=3,9800 M
Calculando la Molalidad
m=
nsto
msvte
mH 2 O=350
g∗1 kg
1000 g
=0,35 kg H2 O
m=
1,9892 mol
0,35 kg
=5,6834 m
5. Existen en el mercado bebidas energéticas que se recomiendan para los deportistas después de
participar en competencias donde sudan mucho. Estas bebidas reponen parte del sodio y del potasio
perdidos, y disminuyen la sensación de sed más rápidamente que si sólo tomase agua. No se
recomienda el consumo de estas bebidas sólo para calmar la sed cuando no se practica deporte.
A continuación se presenta la información nutricional que aparece en la etiqueta de una de esas bebidas
energéticas: 
Información nutricional
Cada 250 ml del producto suministran:
Fructosa 9,32 mg
Sodio 188,56 mg
Potasio 59,32 mg
Magnesio 4,87 mg
Calcio 14,83 mg
Si durante una competencia un atleta pierde 2,50 litros de sudor con una concentración de sodio de
0,0100 mol/L. Determine:
 a. La molaridad del sodio en la bebida energética 
 b. La concentración del sodio en el sudor en % m/v
 c. La cantidad de botellas de 591 mL que debe comprar (y tomarse) para reponer el sodio perdido. 
Datos
V perdido=2,50 L sudor
[Na]=0,0100mol /L 
M=? de la bebida
% m /V =? Na del sudor
Nbotellas=? 
Solución
Masa molar del sodio es: MM Na=23 g /mol
Según los datos de la tabla nutricional 
msto=188,56 mg=0,18856 g
v sol=250 mL=0,250 L
Calculo de la Molaridad
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M=
nsto
V sol (L)
n=
m
MM
→nsto=
0,18856 g
23 g/mol
=8,1983 x10⁻ ³ mol
M=
8,1983 x10³ mol
0,250 L
=3,28 x 10⁻ ² mol/ L(M ) (a)
Calculando el % m/V de Na en el sudor
M=
nsto
V sol (L)
→nsto=M×V sol
nsto=0,0100 mol/ L×2,50 L=2,50 x10⁻ ² mol
n=
m
MM
→msto=nsto×MM
msto=2,50 x 10⁻ ² mol×23 g/mol=0,575 g Na
%m/V=
msto(g)
V sol (mL)
×100 %
%m/V=
0,575 g
2,50 x 10³ mL
×100 %=0,0230% m /V (b)
Se necesita reponer el sodio perdido 0,575 g, para ello determinemos el 
numero de botellas a comprar
Nbotellas=0,575 g×
250mL
188,56 mg×
1 g
1000mg
×
1botella
591mL
=1,29 botellas
El atleta debe comprar dos botellas, ya que no se venden fracciones de
botella. (c)
6. Para preparar una solución se mezclaron 50,00 g de azúcar (sacarosa: C12H22O11) con 75,00 g de
agua. A la solución resultante se le determinó su densidad: 1,10 g/cm3. Determine la concentración de
la solución en las siguientes unidades:
 a. % m/m
 b. % m/V
 c. Concentración en mol/L (Molaridad)
Datos
msto=50,00 g sudor
msvte=75,00 g 
ρ=1,10 g/cm ³ 
Solución
Masa molar del azucar (sacarosa) es: MM sto=342 g/mol
Paradeterminar la masa de la solución se suma la masa de soluto y la masa de 
solvente: 
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% m /m=?
% m /V =? 
M=? 
msol=msto+msvte
msol=50,00 g+75,00 g=125,0 g
Calculando el % m/m 
%m/m=
msto(g)
msol(g)
×100 %
%m/m=
50,00 g
125,0 g
×100 %=40,00 %m /m (a)
Calculando el % m/V
Para determinar el % m/V se necesita el volumen de la solución, el cual se
despeja de la densidad ya que se conoce la masa de la solución.
ρ=
m
V
→V sol=
msol
ρsol
V=
125 g
1,10 g/cm ³
=114 cm ³=114 mL
%m/V=
msto(g)
V sol (mL)
×100 %
%m/V=
50,00 g
114 mL
×100 %=43,9%m /V (b)
Calculando de la Molaridad
n=
m
MM
=
50,00 g
342 g /mol
=0,146 mol
M=
nsto
V sol (L)
M=
9,146 mol
0,114 L
=1,28mol / L(M ) (c)
7. El plomo es una sustancia tóxica para el organismo humano. El contenido permisible de plomo en
el cuerpo humano es 0,40 ppm (partes por millón), es decir, 0,40 g de plomo en un millón de gramos de
sangre. Por encima de este valor el paciente debe someterse a tratamiento. 
El análisis de una muestra de sangre de un paciente dio como resultado un contenido de plomo de
0,620 ppm. 
 a. Determine el contenido de plomo (en moles) en 1,00 kg de sangre del paciente.
 b. Determine el % m/m de plomo en la sangre del paciente.
 c. Si la densidad de la sangre fuese 1,05 g/mL, determine la Molaridad y la molalidad. (Utilice 1,00
kg de sangre como base para el cálculo)
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Datos
[Pb ]=0,40 ppm 
[Pb ]p=0,620 ppm
nPb=? 
% m /m=?
ρ=1,05 g/mL
M=? 
m=? (mol /kg)
Solución
La concentración de plomo en la sangre del paciente es 0,620 ppm, lo que
significa que hay 0,620 g de Pb en 106 g de sangre (la sangre es una solución) 
Tomando como base la información anterior y sabiendo que la Masa atómica del
plomo es 207 g/mol, la cantidad de plomo en 1,00 kg de sangre será:
nPb=
0,620 g Pb×
1mol Pb
207 g Pb
10⁶ gsolución
=
2,99 x 10⁻ ³ mol Pb
10⁶ g× 1kg
1000 g
solución
=2995 x10⁻ ⁶ mol Pb
kg sangre
 (a)
Calculando el % m/m 
%m/m=
msto(g)
msol(g)
×100 %
%m/m=
0,620 g Pb
1,00 x 10⁶ gsangre
×100 %=6,20 x 10⁻ ⁵ %m /m (b)
Calculando de la Molaridad. A partir de la densidad: se calcula el volumen de 1,00
kg (1,00 x 103 g) de sangre: 
ρ=
m
V
→V sangre=
msangre
ρ sangre
V sangre=
1,00 x 10³ g sangre
1,05 g/ml sangre
=9,52 x10² mL
sangre×1 L
1000 mL
=0,952 L sangre
En la parte (a) se calculó la cantidad de Pb en moles que hay en 1,00 kg de sangre
(2,995 x 10-6 mol Pb/kg)
M=
nsto
V sol (L)
M=
2,995 x 10⁻∗6 mol Pb
0,952 L sangre
=3,15 x 10⁻⁶mol/ L(M ) (c)
Para calcular la molalidad de la solución se necesita la masa de solvente (en kg),
para lo cual se necesita la masa de solución (1,00 kg = 1,00 x 103 g) y la masa de
soluto (equivalente a 2,995 x 10-6 mol Pb)
msol=msto+msvte→msvte=msol−msto
msvte=1,00 x 10⁻ ³ g−(2,995 x10⁻⁶mol Pb×207 g Pb /mol)=1000 g
Ahora se calcula la molalidad (m)
m=
nsto
kgsvte
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m=
2,995 x10⁻⁶mol Pb
1000 g×
1kg
1000 g
=2,995x 10⁻⁶mol/kg≃3,00 x10⁻ ⁶mol /kg(m) (c)
8. En un laboratorio, luego de finalizado un trabajo experimental, sobraron cuatro muestras de
disoluciones de ácido clorhídrico (HCl) de diferentes concentraciones. Con el propósito de no
desperdiciarlas, un estudiante las mezcló en un recipiente y le colocó una etiqueta con la concentración
resultante expresada en mol/L Los volúmenes mezclados y las concentraciones de las soluciones se dan
a continuación:
Muestra Volumen (cm3) Concentración (mol/L)
I 100 3,50
II 240 2,00
III 380 0,100
IV 150 0,500
La concentración de iones hidrógeno, expresada en mol/L, de la solución resultante será:
a) 0,943 b) 6,10 c) 1,08 d) 0,870
Solución
Al mezclar soluciones de un mismo soluto se obtendrá una solución final cuyo soluto será la suma de
las cantidades de soluto presentes en cada una de las soluciones que se mezclan y la cantidad de
solución será la suma de los volúmenes parciales.
No se pueden sumar las concentraciones.
La cantidad de soluto presente en cada solución se obtiene multiplicando el volumen por la
concentración de cada una:
 Para el volumen: 1 dm3 es equivalente a 1 litro y 1 dm3 = 1000 cm³
Muestra Volumen (dm3) Concentración (mol/dm3) Cantidad de soluto (mol)
I 0,100 3,50 0,350
II 0,240 2,00 0,480
III 0,380 0,100 0,0380
IV 0,150 0,500 0,0750
La cantidad total de soluto se obtiene sumando la cantidad en moles de cada solución:
nstoTotal=0,350 mol 0,480mol+0,0380mol+0,0750mol=0,943mol
El volumen de la solución final se obtiene sumando los volúmenes de cada solución:
V Total=0,100 dm ³+0,240 dm ³+0,380 dm ³ 0,150 dm ³=0,870 dm ³
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La concentración de la solución final se obtiene dividiendo el soluto total entre el volumen total de
solución:
[C ]=
nsto
V Total (dm ³)
[C ]=
0,943 mol
0,870 dm ³
=1,08 mol /dm ³
Respuesta correcta: c
9. * En el laboratorio, un profesor de química realizó el siguiente experimento frente a sus
estudiantes: A 50,0 cm3 de una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) de contracción 0,500 mol/L, le
agregó 75,0 cm3 de otra solución de ácido sulfúrico de concentración 0,25 mol/L. El profesor le pidió a
los estudiantes que calcularan la concentración de la solución final si el volumen total era de 125,0 cm3.
Algunas de las respuestas dadas por los estudiantes son las siguientes:
 Estudiante I: La solución final contiene 0,75 mol de H2SO4 en 125 cm³
 Estudiante II: La solución final contiene 0,75 mol de H2SO4 en un litro
 Estudiante III: La concentración de la solución final es 0,35 mol/L
 Estudiante IV: La solución final contiene 0,0438 mol de H2SO4 en 125 cm³
 Estudiante V: La concentración de la solución final es 0,006 mol/L
De las respuestas proporcionadas por los estudiantes, ¿cuál o cuáles son correctas?
 a) III y IV b) I y III c) V d) I y V e) II
Datos
V sol 1=50,0 cm ³
[C ]sol 1=0,500 mol /L
V sol 2=75,0 cm ³
[C ]sol 2=0,25 mol /L
V sol=125,0 cm ³
Solución
Al mezclar soluciones de igual soluto y de diferente concentración, la
solución final contendrá la suma de las cantidades de soluto (en mol) en el
volumen final de solución.
M=
nsto
V sol (L)
→nsto=M×V sol
nsto1=50,0 cm ³×
1 L
1000 cm ³
×
0,500 mol
1 L
=0,0250 mol
nsto2=75,0 cm ³×
1 L
1000 cm ³
×
0,250 mol
1 L
=0,0188 mol
La Cantidad de soluto en la solución final es:
nTotal=nsto1 nsto 2=0,0250mol+0,0188 mol=0,0438mol
Si el volumen final es 125,0 cm3 (0,1250 L), la concentración de la solución
final será:
[C ]sol=
0,0436 mol
0,1250 L
=0,349 mol/ L(M )
Son correctas las respuestas de los estudiantes III y IV. Respuesta correcta: a
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10. La etiqueta de una solución de ácido fosfórico (H3PO4) indica que tiene una concentración de
85,00 % en peso (% m/m) y una densidad de 1,70 g/mL.
 a. Determine el% masa/volumen.
 b. Determine la Molaridad (mol/L) de la solución.
 c. Determine la normalidad de la solución.
 d. Determine la molalidad de la solución.
 e. Suponga que usted está trabajando en una empresa y necesita 1,00 L de una solución de ácido
fosfórico 0,100 mol/L. ¿Cómo prepararía la solución?
Datos
%m /m=85%
ρ=1,70g /mL
%m /V=?
M=?
N=?
m=?
Solución
El problema no indica la cantidad de solución disponible, por lo tanto se puede
tomar cualquier cantidad para realizar el cálculo. 
Se toman 100 mL de solución para el cálculo. A partir de la densidad se calcula la 
masa de la solución:
ρ=
m
V
→msol=ρ×V sol
msol=1,70 g/mL×100 mL=170 g
A partir del % m/m se despeja masa de soluto:
%m /m =
msto (g)
msol (g)
×100%→msto=
%m/m
100
×msol
msto=
85 %m /m
100
×170 g=144,5 g
Se calcula ahora el % m/v:
%m/V=
msto(g)
V sol (mL)
×100 %
%m /V=
144,5 g
100 mL
×100 %=144,5 %m /V (a)
Esta solución es muy concentrada, por eso el %m/V es tan alto (mayor de 100 %)
La molaridad de la solución se calcula con los valores ya obtenidos: 144,5 g de 
soluto (Masa molar de H3PO4 = 98 g/mol) y 100 mL de solución.
n=
m
MM
=
144,5 g
98 g/mol
=1,47 mol
M=
nsto
V sol (L)
M=
1,47 mol
0,100 L
=14,7 mol / L(M ) (b)
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Para determinar la Normalidad: El soluto es un ácido con tres hidrógenos, por lo 
tanto a = 3. Entonces:
pesoeq . sto=
MM sto
a
=
98g /mol
3 eq/mol
=32,7 g /eq
# eq . sto=
msto
pesoeq . sto
=
144,5 g
32,7 g/eq
=4,42 eq
N=
# eq . sto
V sol(L)
=
4,42 eq
0,100 L
=44,2 eq/ L(N ) (c)
Para calcular la molalidad de la solución se necesita la masa de solvente:
msol=msto+msvte→msvte=msol−msto
msvte=170 g−144,5 g=25,5 g
m=
nsto
kgsvte
m=
1,47 mol
25m5 g×
1kg
1000 g
=57,8mol /kg (m) (d)
La solución diluida (0,100 mol/L) tendrá la misma cantidad de soluto que la
solución concentrada que se va a utilizar, ya que sólo se le agregará agua.
Cantidad de soluto en la solución diluida:
M=
nsto
V sol (L)
→nsto=M×V sol
nsto=0,100mol/ L×1 L=0,100 mol
Se calcula la cantidad de solución concentrada que contiene esta cantidad de soluto:
M=
nsto
V sol (L)
→V sol=
msto
M
V sol=
0,100 mol
14,7 mol /L
=6,80 x 10⁻ ³ L (e)
Se necesitan 6,80 mL de la solución concentrada.
Para preparar 1 litro de la solución se debe hacer lo siguiente:
• Tomar un recipiente que tenga una marca de volumen exacto de 1,00 litros y
añadir agua destilada hasta 1/3 del volumen (aproximadamente) * 
• Medir 6,80 mL de solución con un instrumento adecuado, como una pipeta y
añadir (lentamente y con cuidado) este volumen al recipiente que ya contiene
agua destilada y se agita suavemente para mezclar. 
Fuente: Guía Química General Para Ingenieros. Prof. Marisela Luzardo UNEXPO Barquisimeto
Prof.: MSc. Alejandra Escobar
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIEMTAL POLITECNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICE-RECTORADO BARQUISIMETO
• Se agrega agua destilada hasta la marca de aforo, del recipiente para obtener
1,00 L de solución. 
• Se mezcla bien para homogenizar la solución.
• Se le coloca una etiqueta con el nombre del soluto y la concentración.
* Al diluir un ácido, siempre se debe agregar ácido sobre agua y no al revés, pues la disolución de los
ácidos es un proceso exotérmico. Así se evita el recalentamiento de la solución, que en ocasiones
puede llegar a reventar el recipiente donde se esté diluyendo.
Fuente: Guía Química General Para Ingenieros. Prof. Marisela Luzardo UNEXPO Barquisimeto
Prof.: MSc. Alejandra Escobar