La preparación de disoluciones es una habilidad fundamental en el laboratorio de química. Estos ejercicios están diseñados para ayudarte a calcular la cantidad de soluto necesaria para preparar disoluciones de una concentración y volumen específicos. Aprenderás a trabajar con diferentes compuestos como NaCl, NaOH y H2SO4, utilizando material de laboratorio como matraces aforados y pipetas.
Ejercicios resueltos
Ejercicio 1
Enunciado: Calcula los gramos de NaCl necesarios para preparar 500 mL de una disolución 0.5 M.
Datos:
- Volumen (V) = 500 mL = 0.5 L
- Molaridad (M) = 0.5 M
- Peso molecular de NaCl = 58.5 g/mol
Resolución paso a paso:
-
Calcula los moles de NaCl necesarios usando la fórmula: moles = Molaridad × Volumen.
[ ext{moles} = 0.5 ext{ M} imes 0.5 ext{ L} = 0.25 ext{ moles} ]
-
Calcula los gramos de NaCl usando la fórmula: gramos = moles × peso molecular.
[ ext{gramos} = 0.25 ext{ moles} imes 58.5 ext{ g/mol} = 14.625 ext{ g} ]
Solución: Se necesitan 14.625 g de NaCl.
Ejercicio 2
Enunciado: ¿Cuántos gramos de NaOH se necesitan para preparar 250 mL de una disolución 1 M?
Datos:
- Volumen (V) = 250 mL = 0.25 L
- Molaridad (M) = 1 M
- Peso molecular de NaOH = 40 g/mol
Resolución paso a paso:
-
Calcula los moles de NaOH necesarios:
[ ext{moles} = 1 ext{ M} imes 0.25 ext{ L} = 0.25 ext{ moles} ]
-
Calcula los gramos de NaOH:
[ ext{gramos} = 0.25 ext{ moles} imes 40 ext{ g/mol} = 10 ext{ g} ]
Solución: Se necesitan 10 g de NaOH.
Ejercicio 3
Enunciado: ¿Qué volumen de H2SO4 concentrado (98% p/p, densidad = 1.84 g/mL) se necesita para preparar 1 L de disolución 0.1 M?
Datos:
- Volumen final (V) = 1 L
- Molaridad (M) = 0.1 M
- Peso molecular de H2SO4 = 98 g/mol
Resolución paso a paso:
-
Calcula los moles de H2SO4 necesarios:
[ ext{moles} = 0.1 ext{ M} imes 1 ext{ L} = 0.1 ext{ moles} ]
-
Calcula los gramos de H2SO4:
[ ext{gramos} = 0.1 ext{ moles} imes 98 ext{ g/mol} = 9.8 ext{ g} ]
-
Calcula el volumen de H2SO4 concentrado necesario:
- Masa de H2SO4 puro en el concentrado: 98% de 1.84 g/mL = 1.8032 g/mL
- Volumen necesario:
[ ext{volumen} = \frac{9.8 ext{ g}}{1.8032 ext{ g/mL}} = 5.43 ext{ mL} ]
Solución: Se necesitan 5.43 mL de H2SO4 concentrado.
Ejercicio 4
Enunciado: Calcula los gramos de KCl necesarios para preparar 2 L de una disolución 0.2 M.
Datos:
- Volumen (V) = 2 L
- Molaridad (M) = 0.2 M
- Peso molecular de KCl = 74.5 g/mol
Resolución paso a paso:
-
Calcula los moles de KCl necesarios:
[ ext{moles} = 0.2 ext{ M} imes 2 ext{ L} = 0.4 ext{ moles} ]
-
Calcula los gramos de KCl:
[ ext{gramos} = 0.4 ext{ moles} imes 74.5 ext{ g/mol} = 29.8 ext{ g} ]
Solución: Se necesitan 29.8 g de KCl.
Ejercicio 5
Enunciado: ¿Cuántos gramos de CaCl2 se necesitan para preparar 500 mL de una disolución 0.1 M?
Datos:
- Volumen (V) = 500 mL = 0.5 L
- Molaridad (M) = 0.1 M
- Peso molecular de CaCl2 = 111 g/mol
Resolución paso a paso:
-
Calcula los moles de CaCl2 necesarios:
[ ext{moles} = 0.1 ext{ M} imes 0.5 ext{ L} = 0.05 ext{ moles} ]
-
Calcula los gramos de CaCl2:
[ ext{gramos} = 0.05 ext{ moles} imes 111 ext{ g/mol} = 5.55 ext{ g} ]
Solución: Se necesitan 5.55 g de CaCl2.
Ejercicio 6
Enunciado: Calcula el volumen de HCl concentrado (37% p/p, densidad = 1.19 g/mL) necesario para preparar 250 mL de disolución 0.5 M.
Datos:
- Volumen final (V) = 250 mL = 0.25 L
- Molaridad (M) = 0.5 M
- Peso molecular de HCl = 36.5 g/mol
Resolución paso a paso:
-
Calcula los moles de HCl necesarios:
[ ext{moles} = 0.5 ext{ M} imes 0.25 ext{ L} = 0.125 ext{ moles} ]
-
Calcula los gramos de HCl:
[ ext{gramos} = 0.125 ext{ moles} imes 36.5 ext{ g/mol} = 4.5625 ext{ g} ]
-
Calcula el volumen de HCl concentrado necesario:
- Masa de HCl puro en el concentrado: 37% de 1.19 g/mL = 0.4403 g/mL
- Volumen necesario:
[ ext{volumen} = \frac{4.5625 ext{ g}}{0.4403 ext{ g/mL}} = 10.36 ext{ mL} ]
Solución: Se necesitan 10.36 mL de HCl concentrado.
Ejercicio 7
Enunciado: ¿Cuántos gramos de NH4NO3 se necesitan para preparar 1 L de una disolución 0.25 M?
Datos:
- Volumen (V) = 1 L
- Molaridad (M) = 0.25 M
- Peso molecular de NH4NO3 = 80 g/mol
Resolución paso a paso:
-
Calcula los moles de NH4NO3 necesarios:
[ ext{moles} = 0.25 ext{ M} imes 1 ext{ L} = 0.25 ext{ moles} ]
-
Calcula los gramos de NH4NO3:
[ ext{gramos} = 0.25 ext{ moles} imes 80 ext{ g/mol} = 20 ext{ g} ]
Solución: Se necesitan 20 g de NH4NO3.
Ejercicio 8
Enunciado: Calcula los gramos de CuSO4·5H2O necesarios para preparar 250 mL de una disolución 0.05 M.
Datos:
- Volumen (V) = 250 mL = 0.25 L
- Molaridad (M) = 0.05 M
- Peso molecular de CuSO4·5H2O = 249.5 g/mol
Resolución paso a paso:
-
Calcula los moles de CuSO4·5H2O necesarios:
[ ext{moles} = 0.05 ext{ M} imes 0.25 ext{ L} = 0.0125 ext{ moles} ]
-
Calcula los gramos de CuSO4·5H2O:
[ ext{gramos} = 0.0125 ext{ moles} imes 249.5 ext{ g/mol} = 3.11875 ext{ g} ]
Solución: Se necesitan 3.11875 g de CuSO4·5H2O.
Ejercicio 9
Enunciado: ¿Cuántos gramos de C6H12O6 (glucosa) se necesitan para preparar 500 mL de una disolución 0.1 M?
Datos:
- Volumen (V) = 500 mL = 0.5 L
- Molaridad (M) = 0.1 M
- Peso molecular de C6H12O6 = 180 g/mol
Resolución paso a paso:
-
Calcula los moles de C6H12O6 necesarios:
[ ext{moles} = 0.1 ext{ M} imes 0.5 ext{ L} = 0.05 ext{ moles} ]
-
Calcula los gramos de C6H12O6:
[ ext{gramos} = 0.05 ext{ moles} imes 180 ext{ g/mol} = 9 ext{ g} ]
Solución: Se necesitan 9 g de C6H12O6.
Ejercicio 10
Enunciado: Calcula el volumen de NH3 concentrado (25% p/p, densidad = 0.91 g/mL) necesario para preparar 1 L de disolución 0.2 M.
Datos:
- Volumen final (V) = 1 L
- Molaridad (M) = 0.2 M
- Peso molecular de NH3 = 17 g/mol
Resolución paso a paso:
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Calcula los moles de NH3 necesarios:
[ ext{moles} = 0.2 ext{ M} imes 1 ext{ L} = 0.2 ext{ moles} ]
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Calcula los gramos de NH3:
[ ext{gramos} = 0.2 ext{ moles} imes 17 ext{ g/mol} = 3.4 ext{ g} ]
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Calcula el volumen de NH3 concentrado necesario:
- Masa de NH3 puro en el concentrado: 25% de 0.91 g/mL = 0.2275 g/mL
- Volumen necesario:
[ ext{volumen} = \frac{3.4 ext{ g}}{0.2275 ext{ g/mL}} = 14.95 ext{ mL} ]
Solución: Se necesitan 14.95 mL de NH3 concentrado.
Errores frecuentes
- No convertir el volumen a litros: Asegúrate de convertir siempre los mililitros a litros antes de calcular los moles.
- Olvidar el peso molecular correcto: Verifica siempre el peso molecular del compuesto que estás utilizando.
- Confundir porcentaje en masa con densidad: Recuerda que el porcentaje en masa y la densidad son datos diferentes y se utilizan de manera distinta en los cálculos.