Ejercicios: Las disoluciones

Para abonar las plantas del balcón, Nora disuelve $30\ \text{g}$ de abono soluble en agua hasta completar $2\ \text{L}$ de disolución. La concentración en masa se calcula dividiendo los gramos de soluto entre los litros de disolución. ¿Cuál es la concentración del abono, en $\text{g/L}$?

Para hacer gárgaras, Marcos disuelve $5\ \text{g}$ de sal en $95\ \text{g}$ de agua.

1. a) ¿Cuántos gramos de solución obtiene en total?
2. b) El porcentaje en masa se calcula dividiendo la masa de soluto por la masa total de la solución y multiplicando por $100$. ¿Cuál es el porcentaje en masa de sal?

Un gel hidroalcohólico casero se prepara mezclando $30\ \text{mL}$ de alcohol con aloe vera hasta completar $150\ \text{mL}$ de gel. El porcentaje en volumen se calcula dividiendo el volumen de soluto por el volumen total de la solución y multiplicando por $100$. ¿Cuál es el porcentaje en volumen de alcohol del gel?

El aire seco es una disolución de gases: un $78\ \%$ de nitrógeno, un $21\ \%$ de oxígeno y un $1\ \%$ de argón y otros gases, en volumen. La figura resume esa composición.

1. a) ¿Cuál es el disolvente del aire? Razoná tu respuesta.
2. b) ¿Cuántos litros de oxígeno hay, aproximadamente, en $10\ \text{L}$ de aire?

En el laboratorio vas a preparar $250\ \text{mL}$ de una solución usando un matraz aforado. Ordená estos pasos, que están desordenados, y explicá cada uno con tus palabras:

1. a) Enrasar con agua hasta la marca del cuello del matraz.
2. b) Pesar el soluto en la balanza.
3. c) Disolver el soluto en un vaso de precipitados con un poco de agua.
4. d) Pasar la solución al matraz con ayuda de un embudo y completar con agua casi hasta la marca.

¿Qué significa exactamente «enrasar»?

La lavandina diluida para lavar el piso lleva $5\ \text{g}$ de hipoclorito de sodio por litro. Si llenás un balde con $4\ \text{L}$ de esa disolución, ¿cuántos gramos de hipoclorito hay en el balde?

Una bolsa de suero glucosado del hospital tiene una concentración del $5\ \%$ en masa de glucosa.

1. a) ¿Cuántos gramos de glucosa contiene una bolsa de $500\ \text{g}$ de suero?
2. b) ¿Y cuántos gramos de agua?

Completá la frase con las palabras que faltan: «La concentración en gramos por litro relaciona la masa de $\dots$ con el $\dots$ de solución; el porcentaje en masa relaciona la masa de soluto con la $\dots$ total de solución; y el porcentaje en $\dots$ se usa sobre todo cuando el soluto es un líquido o un gas». Poné después un ejemplo de solución para cada una de las tres formas de expresar la concentración.

En el laboratorio, Aitana disuelve $12\ \text{g}$ de nitrato de potasio en agua hasta completar $300\ \text{mL}$ de disolución. Calculá la concentración en $\text{g/L}$. Ojo: primero pasá el volumen a litros.

Te encargan preparar $500\ \text{mL}$ de una solución de sulfato de cobre de $8\ \text{g/L}$.

1. a) ¿Cuántos gramos de sulfato de cobre tenés que pesar?
2. b) Describí cómo prepararías la solución en el laboratorio, nombrando el material que usarías (balanza, vaso de precipitados, embudo, matraz aforado de $500\ \text{mL}$…) y en qué momento enrasás.

Un desinfectante de superficies indica en la etiqueta «alcohol al $70\ \%$ en volumen». ¿Cuántos mililitros de alcohol contiene un envase de $250\ \text{mL}$ de ese desinfectante?

Para limpiar la plata, Julia prepara una disolución con $40\ \text{g}$ de bicarbonato de sodio en $360\ \text{g}$ de agua.

1. a) ¿Qué masa total de disolución obtiene?
2. b) Calculá su porcentaje en masa de bicarbonato.

La etiqueta de un envase de leche indica que aporta $125\ \text{mg}$ de calcio por cada $100\ \text{mL}$ de leche.

1. a) Expresá esa concentración en $\text{g/L}$.
2. b) ¿Cuántos miligramos de calcio tomás si desayunás un vaso de $200\ \text{mL}$ de leche?

Para limpiar el piso, diluís $50\ \text{mL}$ de una lavandina de $40\ \text{g/L}$ en agua hasta completar $2\ \text{L}$ de disolución. Fijate en el esquema de la dilución.

1. a) ¿Cuántos gramos de hipoclorito tienen esos $50\ \text{mL}$ de lavandina?
2. b) ¿Cuál es la concentración de la disolución del balde, en $\text{g/L}$?
3. c) Explicá por qué la masa de hipoclorito no cambia al agregar agua, aunque la concentración sí.

Un acuario necesita un tratamiento con $10\ \text{g}$ de un medicamento que se vende en una disolución de $25\ \text{g/L}$.

1. a) ¿Qué volumen de disolución tenés que medir, en litros?
2. b) Expresalo en mililitros.

Tenés $50\ \text{mL}$ de una solución de tinte de $36\ \text{g/L}$ y querés obtener una solución de $12\ \text{g/L}$.

1. a) ¿Hasta qué volumen final tenés que diluirla con agua?
2. b) ¿Qué volumen de agua hay que agregar, aproximadamente?
3. c) Comprobá el resultado aplicando $c_1\cdot V_1=c_2\cdot V_2$.

Un laboratorio compra una solución madre de un reactivo con una concentración de $60\ \text{g/L}$. Para una práctica necesitás $500\ \text{mL}$ de solución diluida de $12\ \text{g/L}$.

1. a) ¿Qué volumen de la solución madre tenés que medir?
2. b) Describí todo el procedimiento en el laboratorio: qué material usás (pipeta o probeta, matraz aforado de $500\ \text{mL}$, gotero…) y qué significa enrasar.
3. c) ¿Por qué no alcanza con medir el volumen calculado de solución madre y agregar el resto de agua medido con una probeta hasta completar los $500\ \text{mL}$?

Mezclás en un mismo recipiente $200\ \text{mL}$ de una disolución de sal de $30\ \text{g/L}$ con $300\ \text{mL}$ de otra disolución de sal de $10\ \text{g/L}$. Suponé que el volumen final es la suma de los dos. El esquema muestra la mezcla.

1. a) ¿Cuántos gramos de sal aporta cada disolución?
2. b) ¿Cuál es la concentración de la mezcla, en $\text{g/L}$?
3. c) ¿Por qué la concentración final no es $20\ \text{g/L}$, la media de las dos concentraciones?

Para un experimento de cristalización tenés que preparar $400\ \text{g}$ de una solución de nitrato de potasio al $8\ \%$ en masa.

1. a) ¿Cuántos gramos de nitrato de potasio y cuántos gramos de agua tenés que pesar?
2. b) Describí cómo prepararías la solución y explicá por qué esta vez no necesitás matraz aforado ni enrasar.
3. c) Después agregás $100\ \text{g}$ más de agua. ¿Cuál es el nuevo porcentaje en masa?

Una fábrica de jugos concentra $800\ \text{kg}$ de jugo que tiene un $12\ \%$ en masa de azúcares. Al evaporar parte del agua quedan $300\ \text{kg}$ de jugo concentrado.

1. a) ¿Cuántos kilogramos de azúcares había al principio?
2. b) ¿Cuántos kilogramos de agua se evaporaron?
3. c) ¿Cuál es el porcentaje en masa de azúcares del jugo concentrado?
4. d) Explicá por qué subió el porcentaje aunque no se agregó ni un gramo de azúcar.

La nafta E5 que le echa Sara a la moto lleva un $5\ \%$ en volumen de bioetanol.

1. a) ¿Cuántos litros de bioetanol hay en un tanque de $20\ \text{L}$ de E5?
2. b) Sara mezcla esos $20\ \text{L}$ de E5 con $20\ \text{L}$ de nafta sin etanol que tenía en un bidón. ¿Qué porcentaje en volumen de etanol tiene ahora la mezcla?
3. c) Explicá por qué no es correcto ni sumar los porcentajes ($5\ \%+0\ \%=5\ \%$) ni mantener el $5\ \%$.

Preparás una solución A disolviendo $18\ \text{g}$ de sal en agua hasta completar $300\ \text{mL}$. Después tomás $100\ \text{mL}$ de A, los echás en un matraz y enrasás con agua hasta $400\ \text{mL}$: esa es la solución B.

1. a) Calculá la concentración de A, en $\text{g/L}$.
2. b) ¿Cuántos gramos de sal tienen los $100\ \text{mL}$ que tomaste de A?
3. c) Calculá la concentración de B a partir de esos gramos.
4. d) Comprobá que obtenés lo mismo con la fórmula de las diluciones, $c_1\cdot V_1=c_2\cdot V_2$, y explicá por qué funciona: ¿qué se conserva siempre al diluir?

Tres compañeros preparan cada uno $250\ \text{mL}$ de una disolución de $10\ \text{g/L}$ pesando $2,5\ \text{g}$ de sal, pero cada uno comete un error:

1. a) Ioana no tara la balanza con el vidrio de reloj, así que en realidad pesa menos sal de la que cree.
2. b) Bruno enrasa el matraz por encima de la marca del cuello.
3. c) Carla pasa la disolución al matraz pero olvida recoger con un poco de agua los restos de sal que quedan pegados en el vaso.

Para cada caso, explicá en qué consiste el error y razoná si la concentración real de su disolución queda por encima, por debajo o igual que $10\ \text{g/L}$.

Una solución de sal tiene una densidad de $1,05\ \text{g/mL}$ y una concentración del $10\ \%$ en masa.

1. a) ¿Qué masa tiene $1\ \text{L}$ de esa solución?
2. b) ¿Cuántos gramos de sal hay en ese litro?
3. c) Expresá la concentración en $\text{g/L}$.
4. d) ¿Es lo mismo una solución al $10\ \%$ en masa que una de $10\ \text{g/L}$? Razoná la respuesta con los resultados anteriores.