Diluciones

La dilución es el procedimiento que se sigue para preparar una disolución menos concentrada a partir de una más concentrada.

Para diluir una solución es preciso agregar disolvente a dicha solución y éste procedimiento nos da

por resultado la dilución de la solución, y por lo tanto el volumen y concentración cambian, aunque el soluto no.

Por lo tanto dos soluciones de concentraciones distintos pero que contienen el mismo soluto están relacionadas y se lo expresa mediante la siguiente ecuación:

V₁ . C₁ = V₂ . C₂

_Donde:

V₁: Volumen de la solución inicial

C₁: Concentración de la solución inicial

V₂: Volumen de la solución diluída

C₂: Concentración de la solución diluída

EJERCICIOS MODELO

1.    Realizar los cálculos e indicar los procedimientos de laboratorio para lograr las siguientes diluciones.

a.    Se debe preparar 500 mL de HCl al 5% v/v, partiendo de una solución madre o inicial que posee una concentración de 70%v/v.

V₁:?                C₁:70%v/v     V₂: 50 mL                   C₂:5%v/v  

V₁ . C₁ = V₂ . C₂         V₁ = V₂ . C₂  =   50 mL . 5 %v/v  = 3,57 mL

                                                              C₁                    70%v/v

Rta: Se deben medir 3,57 mL de  la solución madre para preparar la nueva solución.

b.    Se debe preparar una solución acuosa de NaCl con un volumen de 250 mL y una concentración al 3% p/v, partiendo de una solución madre o inicial que posee una concentración de NaCl al 30%p/v.

V₁:?                C₁:30%p/v     V₂: 250 mL                C₂:3%v/v  

V₁ . C₁ = V₂ . C₂           V₁ = V₂ . C₂  =   250 mL . 3 %v/v  = 25 mL

                                                              C₁                    30%v/v

Rta: Se deben medir 25 mL de  la solución madre para preparar la nueva solución.

c.    Se debe preparar una dilución de Cr₂O₇K₂ con un volumen de 100 mL y una concentración de 50 ppm, partiendo de una solución madre o inicial que posee una concentración de 1000 ppm.

V₁:?                C₁:1000 ppm       V₂: 100 mL                     C₂:50 ppm  

V₁ . C₁ = V₂ . C₂          V₁ = V₂ . C₂  =   100 mL . 50ppm  = 5 mL

                                                              C₁                    1000 ppm

Rta: Se deben medir 5 mL de  la solución madre para preparar la nueva solución.

2.    Si se tiene tan solo 10 mL de una solución de NaCl a 20% y se la quiere llevar a una concentración de 5%p/v ¿Qué volumen de agua debemos agregar para producir la solución?

V₁: 10 mL                        C₁:20%       V₂: ‘?                 C₂: 5%  

V₁ . C₁ = V₂ . C₂                 V₂ = V₁ . C₁  =   10 mL . 20%  = 40 mL

                                                             C₂                    5%

Volumen agua= volumen solución final – volumen de soluto= 40 mL – 10 mL= 30 mL

Rta: Se deben agregar 30 mL de agua para preparar la nueva solución.

3.    Hasta donde debe diluirse una solución que posee una concentración de 40 mg de sulfato de cobre por cada mL de solución para poder obtener una concentración de 16 mg de sulfato de cobre por cada mL?

V₂:’?               C₁:40 mg/mL       C₂:16 mg/mL  

V₁ . C₁ = V₂ . C₂                      V₂ = V₁ . C₁  =   1 mL . 40 mg  = 2,5 mL

                                                                 C₂                    16 mg

Rta: Por cada mL de la solución inicial se debe agregar 1,5 mL de  agua para preparar la nueva solución.

Si tengo 20 mL de la solución inicial, debo agregar, 30 mL de agua:

 1mL Sc1----------1,5 mL agua

20 mL Sc1-------- x= 30 mL agua

Por lo que obtendré 50 mL de solución con la nueva concentración (16mg SO₄Cu/mL)

T P Nº 14: Preparación de soluciones

Objetivos del práctico.

Realizar los cálculos para la preparación de las soluciones con distintas concentraciones.

Manejar correctamente el instrumental necesario. Trabajar en equipo.

 Advertencias sobre los riesgos asociados a las tareas.

Maneje los equipos cuidadosamente. No probar o tocar directamente los reactivos. Seguir todas las indicaciones establecidas en el REGLAMENTO DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO.

Experiencia Nº 1: Realizar los cálculos para preparar las soluciones según la comisión que corresponda.

%p/p: g de soluto/ 100 g de solución

%p/v: g de soluto/ 100 mL de solución

%v/v: mL de soluto/ 100 mL de solución

ppm: mg de soluto/ kg de solución

Experiencia Nº 2: Preparar las siguientes soluciones.

Comisión  1 - 2	Comisión  3 - 4	Comisión  5 – 6 - 7
200 mL de solución acuosa de agua coloreada al 10% v/v	100 mL de solución al 3% p/v de sulfato de cobre	50 g de solución de cloruro de sodio al 2% p/p
50 mL de solución al 2% p/v de sulfato de cobre	200 mL de solución acuosa de agua coloreada al 20% v/v	Preparar 250 mL de solución de dicromato de potasio de 10 ppm.
100 g de solución de cloruro de sodio al 1% p/p	Preparar 250 mL de solución de permanganato de potasio de 5 ppm.	200 mL de solución acuosa de agua coloreada al 25% v/v
Preparar 250 mL de solución de permanganato de potasio de 10 ppm.	50 g de solución de cloruro de sodio al 5% p/p	100 mL de solución al 2% p/v de sulfato de cobre

Experiencia Nº 3: Nombrar el material utilizado y explicar el procedimiento para preparar una solución de concentración %p/p y %v/v.

FIRMA DEL ALUMNO:

Cuestionario orientativo

Ejercicio Nº 1: Se agregan 20 g de bromuro de sodio (NaBr) a 1,2 dm³ de solución acuosa de dicha sal al 15% m/m y dens.= 1,12 g/cm³, obteniéndose una solución de densidad = 1,16 g/cm³. Expresar la concentración de la nueva solución en % m/v.       Rta.: 18,85% m/v.

 Ejercicio Nº 2: Con 300 g de una solución acuosa de sulfato de potasio (K₂SO₄) que contiene 12 g st/100 cm³ sv y la cantidad de soluto necesaria, se desea preparar una solución de concentración 30 g st/100 cm³ sv. Calcular la masa de sal a utilizar.                  Rta.: 51 g.

Ejercicio Nº3: Calcular la masa de cloruro de aluminio (AlCl₃) que será necesario agregar a 250 cm³de una solución acuosa que contiene 20 g de dicha sal/dm³ sc (dens.= 1,05 g/cm³) para obtener otra cuya concentración sea de 80 g AlCl₃/dm³ sc y su dens.= 1,07 g/cm³.Rta.: 15,81 g st.

Ejercicio Nº 4: ¿Qué cantidad de agua hay que evaporar de una tonelada de potasa cáustica concentrada (solución acuosa de hidróxido de potasio, KOH, al 46,9% m/v, dens.= 1,34 g/cm3) para obtener otra solución al 77,52% m/v, dens.= 1,52 g/cm³? Realizar los cálculos a partir de: a) los volúmenes  b) las masas. Comparar los resultados ¿cuál de los dos es el correcto? ¿por qué?    Rta.: a) 294,77 dm³ sv                       b) 313,73 kg sv.

Ejercicio Nº 5: Se mezclan 500 cm³ de solución acuosa de ácido nítrico (HNO₃) al 62% m/m (dens.= 1,38 g/cm³) con 500 cm³ de otra solución acuosa de este ácido al 22% m/m (dens.= 1,13 g/cm³). Hallar: a) el % m/m de la solución resultante. b) el volumen de solución obtenida si la dens.= 1,27 g/cm³.       Rta.: a) 43,99 % m/m        b) 0,98 dm³.

T P Nº 13: Soluciones - Parte 2

CONCENTRACIONES CUANTITATIVAS FISICAS

Objetivos del práctico.

Realizar los cálculos para la preparación de las soluciones con distintas concentraciones.

Trabajar en equipo.

%p/p: g de soluto/ 100 g de solución

%p/v: g de soluto/ 100 mL de solución

%v/v: mL de soluto/ 100 mL de solución

ppm: mg de soluto/ kg de solución

 Ejercicio Nº 1:  Calcule el porcentaje referido a la masa de nitrato de plata si se disuelven 9.0g de esta sal en suficiente cantidad de agua para hacer 250 g de solución.      

Ejercicio Nº 2: Calcula el número de gramos de cloruro de potasio que son necesarios para preparar medio litro de una solución acuosa al 2.5% en peso. La densidad de la solución es de O.98 g/mL.         

                                                                  

Ejercicio Nº 3: Calcule el número de gramos de fructosa que deben disolverse en 935 g de agua para preparar una solución de fructosa al 35%.                                              

4.- Calcule la cantidad de gramos de agua que debe añadirse a 0.5 g de formaldehído para preparar una solución acuosa de formaldehído  al 2.5 %  

Ejercicio Nº 4: Se disuelven 35 g de cloruro de magnesio (MgCl₂) en 150 g de agua dando una solución cuya densidad es de 1,12 g/cm³. Expresar la concentración de la solución resultante en: a) % m/m, b) % m/v

Ejercicio Nº 5: Una solución acuosa de nitrato de potasio (KNO₃) tiene una composición de 42 g st/100 cm³de sc (42% m/v) y una densidad igual a 1,16 g/cm³. Calcular su composición expresada en: a) g st/100 g sv                 b) g st/kg sc.

Ejercicio Nº 6: Con 30 g de nitrato de plata (AgNO₃) se desea preparar una solución acuosa de esta sal al 22% m/m (dens.= 1,08 g/cm³). Calcular: a) el volumen de solución que puede prepararse, b) la masa de solvente necesaria.

Ejercicio Nº 7: Una persona ha bebido 400 cm³ de pisco, bebida cuya graduación al‑ cohólica es 30N (30 g alcohol/100 cm³) de licor. Sabiendo que el15% del alcohol ingerido pasa al torrente sanguíneo; que el volu‑men de sangre de un adulto es de 5 litros y que la concentración considerada tóxica es de 0,003 g alcohol/ml sangre, indicar si dicha persona está intoxicada.

 Ejercicio Nº 8: El suero fisiológico es una solución acuosa de cloruro de sodio      (NaCl) de concentración 8,78 g NaCl/dm³ sc. Calcular la masa de  NaCl que ingresa en el organismo de un paciente al que se le administra suero durante 4 hs. con una velocidad de goteo de 1 gota por segundo (1 gota/seg). NOTA: Considerar el volumen de una gota = 0,05 cm³.    Rta.: 6,32 g NaCl.

Ejercicio Nº 9: Se dispone de una solución al 30% m/m de bromuro de litio (LiBr),  ¿qué masa de agua habrá que agregar a 150 g de la solución original para obtener una solución al 10% m/m?

Ejercicio Nº 10: Se desea diluir 200 g de una solución acuosa de cloruro de sodio      (NaCl) de concentración 40 mg st/cm³ sc y dens.= 1,09 g/cm³ para        obtener otra solución de concentración 16 mg NaCl/ cm³ sc y dens.=    1,04 g/cm³. Calcular el volumen de agua necesario.                 Rta.: 277,06 cm³.

Ejercicio Nº 11: Se tienen 250 cm³ de una solución acuosa que contiene 30 g de st/ 100 cm³ de sv. (dens.= 1,15 g/cm³). Se le agrega agua hasta obte‑ ner un volumen de 1 dm³ de solución (dens.= 1,08 g/cm³). Calcular la concentración de la solución diluída expresándola en

% m/m.           Rta.:  6% m/m.

 Ejercicio Nº 12: 400 cm³ de una solución acuosa de sulfato de cinc (ZnSO₄) al 20% m/v y densidad 1,18 g/cm³ se mezclan con 200 cm³ de agua. Calcular la composición de la solución resultante expresándola en:  a) g st/kg sc;  b) g st/dm³ sv. Rta.: a) 119,05 g st/kg sc     b) 135,14 g st/dm³ sv.

Ejercicio Nº 13: ¿Qué volumen de solución acuosa de concentración igual a  45 mg Cu²⁺/cm³ sc se utilizará para preparar 250 cm³ de otra solución acuosa de concentración 2 mg Cu²⁺/cm³sc?      Rta.: 11,1 cm³.

 Ejercicio Nº 14: Calcular el volumen de solución acuosa concentrada de ácido sulfúrico (H₂SO₄), 98% m/m, dens.= 1,84 g/cm³ que se necesita para preparar 500 cm³ de solución acuosa de H₂SO₄ al 20% m/m, dens.= 1,14g/cm³.                         Rta.: 63,22 cm³.

Ejercicio Nº 15: Calcular el volumen de solución acuosa de alcohol amílico al 95% m/m (dens.= 0,80 g/cm³) que se necesita para preparar 125 cm³ de solución al 30% m/m (dens.= 0,95 g/cm³).    Rta.: 46,9 cm³.

FIRMA DEL ALUMNO:

T P Nº 13: Soluciones - PARTE 1

CONCENTRACIONES CUANTITATIVAS FISICAS


Objetivos del práctico.

Preparar soluciones utilizando concentraciones físicas %v/v; %p/v, %p/p y ppm.

Advertencias sobre los riesgos asociados a las tareas.

Maneje los equipos cuidadosamente. Seguir todas las indicaciones establecidas en el REGLAMENTO DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO.

EXPERIENCIA N°1: PREPARACIÓN DE  UNA SOLUCIÓN EN  %p/p.

1.     Medir 200 mL de agua destilada en un matraz.

2.     Pesar 15 gramos de ClNa.

3.     Tarar un vaso de precipitados de 250 mL. Verter el soluto y el solvente, cuantitativamente.

4.     Agitar con varilla de vidrio hasta su completa disolución.

5.     Pesar el vaso de precipitados con la solución preparada.

a). Calcular ¿Cuántos gramos de soluto hay en 100 g de solvente?. Densidad del agua es de 1 g/mL.

b). ¿Cuántos gramos de soluto están disueltos en 100 g de solución?

Esta última forma de expresar la concentración de una solución se denomina porcentaje en peso (%p/p). Entonces la solución preparada tiene una concentración de ClNa en agua de …….………….% p/p

EXPERIENCIA N° 2: PREPARACIÓN DE  UNA SOLUCIÓN EN  %p/v.

1.     Medir en probeta el volumen de la solución preparada: ………..………..mL

2.     Comparar con el volumen de agua utilizada: …………………….mL

3.     ¿A qué se debe la diferencia?..................................................................................................

4.     Calcular la concentración de la solución preparada en gramos de soluto por cada 100 mL de solución.

Este modo de indicar la concentración de una solución se llama porcentaje en peso/volumen (%p/v). Entonces la solución de cloruro de sodio en agua, tiene una concentración de ………………… %p/v.

EXPERIENCIA N° 3: PREPARACIÓN DE  UNA SOLUCIÓN EN  %v/v.

1.     Medir 10 mL de solución coloreada con pipeta aforada y verter en matraz de 50 mL.

2.     Enrasar con agua destilada. Agitar.

3.     Calcular cuántos mililitros de etanol hay disueltos en 100 mL de solución:

Esta manera de expresar la concentración de una solución recibe el nombre de porcentaje en volumen (%v/v). Luego, la solución en agua tiene una concentración de ……………..%v/v.

EXPERIENCIA N° 4: PREPARACIÓN DE  UNA SOLUCIÓN EN  ppm.

1.     Pesar 0,2 g de dicromato de potasio y disolverlo con 20 mL de agua (aproximadamente).

2.    Trasvasar cuantitativamente a matraz de 100 mL y enrasar.

3.    Expresar la concentración en partes por millón (mg de soluto / kg de solución).

Cuestionario orientativo.

1.     Sabiendo que una solución contiene 58 g de sulfato de sodio en 700 mL de solución. Indicar cuál es el soluto y cuál es el solvente. Calcular cuál es su concentración p/v.

2.     Si se evaporan 30 mL de una solución acuosa de cloruro de sodio al 15% p/v ¿Cuántos gramos de sal se obtienen?

3.     Se han disuelto 745 mg de ClK en el volumen de agua necesario para obtener 25 mL de solución. Calcular la concentración en %p/v.

4.     Se debe preparar una solución acuosa de ClNa con  10 g de sal cada 100 mL de agua y solamente se disponen de 8 gramos de dicho compuesto. ¿Qué volumen de agua se debe utilizar para disolver la cantidad indicada? ¿Qué masa total de solución se obtendrá?

5.     Se disponen de 200 mL de solución acuosa con una concentración de 10 %p/v. Marcar con una cruz las operaciones correctas para diluir la solución a una concentración de 5 %p/v y marcar con un punto las operaciones correctas para aumentar la concentración dada a una de 20% p/v.

OPCIONES:

A.    Evaporar, reduciendo el vol. Inicial a la mitad.

B.    Evaporar, hasta que comienza la cristalización.

C.    Disolver 20 g de soluto en una solución dada.

D.    Disolver 10 g de soluto en la solución dada-

E.    Enfriar suficientemente la solución inicial hasta que cristalicen 10 g de soluto.

F.    Enfriar suficientemente la solución inicial hasta que cristalicen 5 g de soluto.

6.     Se tiene una muestra de ácido sulfúrico concentrado a 97,5% y densidad 1,81 g/mL ¿Cuántos gramos de H₂SO₄ contienen 1000 mL de ácido? ¿Cuántos mL de ácido se necesita para tener 10 g de H₂SO₄ puro?

7.     ¿Cuántos gramos de ClH concentrado que posee una concentración de 37,9 %p/p, darán 5 g de ClH puro?

8.     Un preparado para limpiar manchas de grasa de los tejidos, se compone de 80%v/v de tetracloruro de carbono, 16% v/v de bencina y 4 % de alcohol amílico. ¿Cuántos cm³ habrá que tomar de cada sustancia para obtener 75 cm³ de solución?

9.     Si se preparan 500 mL de una solución de alcohol iodado disolviendo 75 g de iodo en alcohol. ¿Cuál es la concentración de la solución expresada en % p/v?

10.  La etiqueta de una botella de jugo de limón de 250 mL indica además que ese volumen contiene 25 g de jugo natural. ¿Cuál es su concentración en p/v?.

11.  Indicar el cálculo y el procedimiento de laboratorio para preparar:

a)    100 mL de solución acuosa de sulfato de cobre con una concentración de 0,5 g de SO4Cu por mL de solución.

b)    250 mL de una solución hidroalcohólica, que posea una concentración al 10% v/v de alcohol etílico.

c)     500 g de una solución acuosa con una concentración al 5% p/p de ClNa.