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 entre 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 entre el volumen total de disolución 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? Razona 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 una fiola. Ordena estos pasos, que están desordenados, y explica cada uno con tus palabras:

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

¿Qué significa exactamente «enrasar»?

La lejía diluida para trapear el piso lleva $5\ \text{g}$ de hipoclorito de sodio por litro. Si llenas 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?

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

En el laboratorio, Camila disuelve $12\ \text{g}$ de nitrato de potasio en agua hasta completar $300\ \text{mL}$ de disolución. Calcula la concentración en $\text{g/L}$. Ojo: primero pasa 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 debes pesar?
2. b) Describe cómo prepararías la solución en el laboratorio, nombrando el material que usarías (balanza, vaso de precipitados, embudo, fiola de $500\ \text{mL}$…) y en qué momento enrasas.

Un desinfectante de superficies indica en la etiqueta «alcohol al $70\ \%$ en volumen». ¿Cuántos mililitros de alcohol contiene un frasco 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) Calcula su porcentaje en masa de bicarbonato.

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

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

Para lavar el piso, diluyes $50\ \text{mL}$ de una lejía de $40\ \text{g/L}$ en agua hasta completar $2\ \text{L}$ de disolución. Observa el esquema de la dilución.

1. a) ¿Cuántos gramos de hipoclorito llevan esos $50\ \text{mL}$ de lejía?
2. b) ¿Cuál es la concentración de la disolución del balde, en $\text{g/L}$?
3. c) Explica por qué la masa de hipoclorito no cambia al añadir 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 debes medir, en litros?
2. b) Exprésalo en mililitros.

Tienes $50\ \text{mL}$ de una disolución de tinte de $36\ \text{g/L}$ y quieres obtener una disolución de $12\ \text{g/L}$.

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

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

1. a) ¿Qué volumen de la solución madre debes medir?
2. b) Describe todo el procedimiento en el laboratorio: qué material usas (pipeta o probeta, fiola de $500\ \text{mL}$, gotero…) y qué significa enrasar.
3. c) ¿Por qué no basta con medir el volumen calculado de solución madre y añadir el resto de agua medido con una probeta hasta completar los $500\ \text{mL}$?

Mezclas 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 $10\ \text{g/L}$. Supón 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 debes 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 debes pesar?
2. b) Describe cómo prepararías la solución y explica por qué esta vez no necesitas fiola ni enrasar.
3. c) Después añades $100\ \text{g}$ 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 han evaporado?
3. c) ¿Cuál es el porcentaje en masa de azúcares del jugo concentrado?
4. d) Explica por qué ha subido el porcentaje aunque no se ha añadido ni un gramo de azúcar.

La gasolina E5 que echa Sara en 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 gasolina sin etanol que tenía en un bidón. ¿Qué porcentaje en volumen de etanol tiene ahora la mezcla?
3. c) Explica por qué no es correcto ni sumar los porcentajes ($5\ \%+0\ \%=5\ \%$) ni mantener el $5\ \%$.

Preparas una disolución A disolviendo $18\ \text{g}$ de sal en agua hasta completar $300\ \text{mL}$. Después tomas $100\ \text{mL}$ de A, los echas en una fiola y completas con agua hasta $400\ \text{mL}$: esa es la disolución B.

1. a) Calcula la concentración de A, en $\text{g/L}$.
2. b) ¿Cuántos gramos de sal hay en los $100\ \text{mL}$ que tomaste de A?
3. c) Calcula la concentración de B a partir de esos gramos.
4. d) Comprueba que obtienes lo mismo con la fórmula de las diluciones, $c_1\times V_1=c_2\times V_2$, y explica 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 la luna de reloj, así que en realidad pesa menos sal de la que cree.
2. b) Bruno enrasa la fiola por encima de la marca del cuello.
3. c) Carla pasa la disolución a la fiola pero olvida recoger con un poco de agua los restos de sal que quedan pegados en el vaso.

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

Una disolución 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 disolución?
2. b) ¿Cuántos gramos de sal hay en ese litro?
3. c) Expresa la concentración en $\text{g/L}$.
4. d) ¿Es lo mismo una disolución al $10\ \%$ en masa que una de $10\ \text{g/L}$? Razona tu respuesta con los resultados anteriores.