Disoluciones: ejercicios resueltos

Las disoluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias. En estos ejercicios, aprenderás a calcular la molaridad (M), molalidad (m), porcentaje en masa (%) y normalidad (N) de diferentes disoluciones. También practicarás cómo realizar diluciones utilizando la fórmula M1V1=M2V2.

Ejercicios resueltos

Ejercicio 1

Enunciado: Calcula la molaridad de una disolución que contiene 58.5 g de NaCl disueltos en 500 mL de agua. Datos: Masa molar NaCl = 58.5 g/mol, Volumen disolución = 500 mL. Resolución paso a paso:

1. Calcula los moles de NaCl: ( \text{moles} = \frac{58.5 \text{ g}}{58.5 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol} ).
2. Convierte el volumen de la disolución a litros: ( 500 \text{ mL} = 0.5 \text{ L} ).
3. Calcula la molaridad: ( M = \frac{1 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} = 2 \text{ M} ). Solución: La molaridad de la disolución es 2 M.

Ejercicio 2

Enunciado: Determina la molalidad de una disolución que contiene 36 g de H2SO4 en 200 g de agua. Datos: Masa molar H2SO4 = 98 g/mol. Resolución paso a paso:

1. Calcula los moles de H2SO4: ( \text{moles} = \frac{36 \text{ g}}{98 \text{ g/mol}} = 0.367 \text{ mol} ).
2. Calcula la masa del disolvente en kg: ( 200 \text{ g} = 0.2 \text{ kg} ).
3. Calcula la molalidad: ( m = \frac{0.367 \text{ mol}}{0.2 \text{ kg}} = 1.835 \text{ m} ). Solución: La molalidad de la disolución es 1.835 m.

Ejercicio 3

Enunciado: Calcula el porcentaje en masa de una disolución que contiene 10 g de etanol en 90 g de agua. Datos: Masa total = 10 g + 90 g = 100 g. Resolución paso a paso:

1. Calcula el porcentaje en masa: ( % = \frac{10 \text{ g}}{100 \text{ g}} \times 100 = 10% ). Solución: El porcentaje en masa de la disolución es 10%.

Ejercicio 4

Enunciado: Calcula la normalidad de una disolución de ácido sulfúrico (H2SO4) de 0.5 M. Datos: H2SO4 proporciona 2 equivalentes de H+ por mol. Resolución paso a paso:

1. Calcula la normalidad: ( N = M \times \text{número de equivalentes} = 0.5 \times 2 = 1 \text{ N} ). Solución: La normalidad de la disolución es 1 N.

Ejercicio 5

Enunciado: ¿Qué volumen de una disolución de NaOH 6 M se necesita para preparar 250 mL de una disolución 1.5 M? Datos: M1 = 6 M, V2 = 250 mL, M2 = 1.5 M. Resolución paso a paso:

1. Aplica la fórmula de dilución: ( M1V1 = M2V2 ).
2. Sustituye los valores: ( 6 \times V1 = 1.5 \times 0.25 ).
3. Resuelve para V1: ( V1 = \frac{1.5 \times 0.25}{6} = 0.0625 \text{ L} = 62.5 \text{ mL} ). Solución: Se necesitan 62.5 mL de la disolución 6 M.

Ejercicio 6

Enunciado: Calcula la molaridad de una disolución que contiene 40 g de NaOH en 1 L de agua. Datos: Masa molar NaOH = 40 g/mol. Resolución paso a paso:

1. Calcula los moles de NaOH: ( \text{moles} = \frac{40 \text{ g}}{40 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol} ).
2. Calcula la molaridad: ( M = \frac{1 \text{ mol}}{1 \text{ L}} = 1 \text{ M} ). Solución: La molaridad de la disolución es 1 M.

Ejercicio 7

Enunciado: Determina la molalidad de una disolución que contiene 20 g de KCl en 250 g de agua. Datos: Masa molar KCl = 74.5 g/mol. Resolución paso a paso:

1. Calcula los moles de KCl: ( \text{moles} = \frac{20 \text{ g}}{74.5 \text{ g/mol}} = 0.268 \text{ mol} ).
2. Calcula la masa del disolvente en kg: ( 250 \text{ g} = 0.25 \text{ kg} ).
3. Calcula la molalidad: ( m = \frac{0.268 \text{ mol}}{0.25 \text{ kg}} = 1.072 \text{ m} ). Solución: La molalidad de la disolución es 1.072 m.

Ejercicio 8

Enunciado: Calcula el porcentaje en masa de una disolución que contiene 25 g de NaCl en 75 g de agua. Datos: Masa total = 25 g + 75 g = 100 g. Resolución paso a paso:

1. Calcula el porcentaje en masa: ( % = \frac{25 \text{ g}}{100 \text{ g}} \times 100 = 25% ). Solución: El porcentaje en masa de la disolución es 25%.

Ejercicio 9

Enunciado: Calcula la normalidad de una disolución de ácido clorhídrico (HCl) de 0.1 M. Datos: HCl proporciona 1 equivalente de H+ por mol. Resolución paso a paso:

1. Calcula la normalidad: ( N = M \times \text{número de equivalentes} = 0.1 \times 1 = 0.1 \text{ N} ). Solución: La normalidad de la disolución es 0.1 N.

Ejercicio 10

Enunciado: ¿Qué volumen de una disolución de H2SO4 3 M se necesita para preparar 500 mL de una disolución 0.5 M? Datos: M1 = 3 M, V2 = 500 mL, M2 = 0.5 M. Resolución paso a paso:

1. Aplica la fórmula de dilución: ( M1V1 = M2V2 ).
2. Sustituye los valores: ( 3 \times V1 = 0.5 \times 0.5 ).
3. Resuelve para V1: ( V1 = \frac{0.5 \times 0.5}{3} = 0.0833 \text{ L} = 83.3 \text{ mL} ). Solución: Se necesitan 83.3 mL de la disolución 3 M.

Ejercicio 11

Enunciado: Calcula la molaridad de una disolución que contiene 5 g de NH3 en 500 mL de agua. Datos: Masa molar NH3 = 17 g/mol. Resolución paso a paso:

1. Calcula los moles de NH3: ( \text{moles} = \frac{5 \text{ g}}{17 \text{ g/mol}} = 0.294 \text{ mol} ).
2. Convierte el volumen de la disolución a litros: ( 500 \text{ mL} = 0.5 \text{ L} ).
3. Calcula la molaridad: ( M = \frac{0.294 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} = 0.588 \text{ M} ). Solución: La molaridad de la disolución es 0.588 M.

Ejercicio 12

Enunciado: Determina la molalidad de una disolución que contiene 15 g de CH3OH en 100 g de agua. Datos: Masa molar CH3OH = 32 g/mol. Resolución paso a paso:

1. Calcula los moles de CH3OH: ( \text{moles} = \frac{15 \text{ g}}{32 \text{ g/mol}} = 0.469 \text{ mol} ).
2. Calcula la masa del disolvente en kg: ( 100 \text{ g} = 0.1 \text{ kg} ).
3. Calcula la molalidad: ( m = \frac{0.469 \text{ mol}}{0.1 \text{ kg}} = 4.69 \text{ m} ). Solución: La molalidad de la disolución es 4.69 m.

Errores frecuentes

1. Confundir molaridad y molalidad: Recuerda que la molaridad se refiere a moles por litro de disolución, mientras que la molalidad es moles por kilogramo de disolvente.
2. No convertir unidades adecuadamente: Asegúrate de convertir siempre los volúmenes a litros y las masas a kilogramos cuando sea necesario.
3. Olvidar el número de equivalentes en normalidad: La normalidad depende del número de equivalentes que el soluto proporciona, no solo de su concentración molar.