EJERCICIOS DE PROPIEDADES COLIGATIVAS 1.
Calcular el punto de ebullición de una solución de 100 g de anticongelante anticongelante etilenglicol etilenglicol (C2H6O2) en 900 g de agua. agua. (Dato: Keb = 0,52 °C/m).
Rsp:
T eb (solución) = 100,9319 °C
Solución: Primero hallamos masa molar de etilenglicol: (12x2) + (1 x 6) + (16 x 2) = 62g/mol Luego hallar molalidad: m = n/kg de disolvente
n= masa de soluto/PM
n = 100/62 = 1.613 moles m = 1,613/0,9kg m = 1,79 molal Aplicando la fórmula de Constante ebulloscópica ebulloscópica ΔTeb ΔTeb = Keb x m ΔTeb ΔTeb = 0,52°C/m 0,52°C/m x 1,79 m ΔTeb ΔTeb = 0,9319°C Y por diferencia de T entre solución y solvente puro ΔTeb ΔTeb = Teb – Teb – T°eb T°eb
2.
ΔTeb ΔTeb + T°eb = Teb
0,9319°C + 100°C = 100,9319°C
¿Qué concentración molal de sacarosa en agua se necesita necesita para elevar su punto de ebullición en en 1,3 °C?
Dato: Keb = 0,52 °C/m y temperatura de ebullición del agua 100°C. Rs Rsp: p: m (sacarosa (sacarosa ) = 2,5 mol/Kg Solución En este caso nos dan la diferencia de temperatura de ebullición entre la solución y solvente puro ΔTeb ΔTeb = 1,3°C Por tanto aplicamos la fórmula de Constante ebulloscópica de la cual despejamos m ΔTeb ΔTeb = Keb x m
ΔTeb/ ΔTeb/ Keb = m
1,3°C / 0,52°C/m = 2,5 molal
3.
Se disuelven 0,572 g de resorcina en 19,31 g de agua y la solución hierve a 100,14°C. Calcular la masa molar de resorcina, Keb del agua es 0,52 °C/m. Rsp: Masa Molar (resorcina) (resorcina) = 110,12 g/mol g/mol
4.
Si se disuelven 5,65 g de C 16H34 en 100 g de benzol, se observa una elevación en el punto de ebullición del benzol de 0,66 °C. En base a estos datos calcule Keb del benzol. Rsp: Keb (benzol) = 2,64 °C/molal
5.
6.
El peso molecular de la glucosa C 6H12O6 es 180 g/mol. Calcular el punto de ebullición de una solución que contiene 20 gr. de glucosa y 500 gr. de ag ua. (Keb = 0,52 °C/m). Rsp: Teb (solución) = 100, 115° Una solución contiene 25 gr. de un compuesto orgánico y 600 gr. de agua. Si el punto de ebullición de la solución es 100,156°C, calcular el peso molecular del soluto.
Dato: Keb = 0,52 °C/m. Rsp: Masa Molar (soluto) =138,8 g/mol 7.
Si se disuelven 25 gr. de C 6H10O5 en 250 gr. de agua, calcular el punto de ebullición de la solución. Dato
:PM del soluto = 162 g/mol ;(K eb = 0,52 °C/m). Rsp: Teb (solución) = 100,32°C 8.
Una solución acuosa de un soluto no volátil tiene un punto de ebullición igual a 100,204°C. Determinar la molalidad de la solución. Rsp: m (solución) = 0,39 mol/Kg
9.
Si se prepara una solución de 9,99 gr. de CaCl 2 (P.M. = 110 g/mol) en 162 gr. de agua, ¿cuál será el aumento en el punto de ebullición? Dato: Keb = 0,52 °C/m Rsp: ∆Teb (solución) = 0,29 °C
10.
Si una solución se prepara disolviendo 1,20 g de urea (Masa molar = 60 g/mol) en 50 g de agua ¿ Cúal será el punto de ebullición y congelación de la
solución
resultante? Para el agua Keb = 0,52 °C/m y Kc = 1,86 °C/m Rsp: Teb (solución) = 100,208 °C y Tc (solución) = - 0,74°C
DISMINUCION DEL PUNTO DE CONGELACION 1.
Calcular el punto de congelación de una solución de 100g de anticongelante etilenglicol (C2H6O2), en 900 g de agua (Kc = 1,86 °C/molal) Rsp: 3.33 °C
2.
Una disolución acuosa contiene el aminoácido glicina (NH2CH2COOH). Suponiendo que este aminoácido no ioniza, calcule la molalidad de la disolución si se congela a -1,1 °C. (Agua: constante crioscópica 1,86 °C/molal; punto de congelación 0 °C).
Rsp: 0,59 molal
Solución En este caso nos dan la diferencia de temperatura de congelación entre la solución y solvente puro
ΔTc = 1,1°C Por tanto aplicamos la fórmula de Constante crioscópica de la cual despejamos molalidad ΔTc = Kc x m
ΔTc/ Kc = m
1,1°C / 1,86°C/m = 0,59 molal
3.
Una solución acuosa de un compuesto orgánico tiene un punto de congelación de -0,372°C. Determinar la concentración molal de la solución. Dato: Kc = 1,86 °C/molal Rsp: 0,2 molal
4.
Calcular el punto de congelación de una solución que contiene 36 gr. de azúcar disueltos en 500 gr. de agua. (P.M. de la solución 180 g/mol). Rsp: - 0,744°C Solución Primero hallar molalidad: m = n/kg de disolvente n= masa de soluto/PM n = 36g/180g/mol = 0,2 moles m = 0,2moles/0,9kg m = 0,4 molal Aplicando la fórmula de Constante crioscópica ΔTc = Kc x m ΔTc = 1,86°C/m x 0,4 m ΔTc = 0,744°C Y por convención se coloca el signo negativo - 0,744°C
5.
Una solución que contiene 2 gr. de un compuesto disuelto en 20 gr. de benceno tiene un punto de congelación de 2,07°C. Calcular el peso molecular del compuesto. Dato: Punto de congelación del benceno = 5,50°C ; Kc = 5,1°C kg/mol Rsp: 149,2 g/mol
6.
Un cierto solvente congela a 76,3°C. Si se disuelven 11 gr. de naftaleno (PM. = 128 g/mol) en 120 gr. de solvente, la temperatura de congelación es 73,5°C. Calcular la constante crioscópica del solvente. Rsp: 3,90°C kg/mol
7.
¿Cuántos gramos de etilenglicol ( CH2OHCH2OH ) se deben adicionar a 37,8 g de agua para dar un punto de congelación de - 0.150° C ? Dato: Kc = 1,86 °C/molal Rsp:
8.
Se disuelve una tableta de sacarina (C 7 H 4 SO 3 N H) de 0,5 g en 250 mL de H2O. Calcular el pto. de congelación y ebullición de esta disolución. Rsp: Pto de congelación = - 0.02°C Pto de ebullición
9.
= 100,006° C
Calcular el pto. de congelación y ebullición de una disolución 0,30 molal de naftaleno en benceno. Datos: K c benceno =5,12 º C/m ; Pto. de congelación del benceno = 5, 50º C , K eb = 2,53 ºC / m , Pto. de ebullición del benceno= 80,10 º C.
Rsp = 3,97º C y
80,86º C
DISMINUCION DE LA PRESION DE VAPOR 1.
Una solución contiene 8,3 g de una sustancia no electrolito y no volátil, disuelta en un mol de cloroformo (CHCl3), esta solución tiene una presión de vapor de 510,79 mm Hg. La presión de Vapor del cloroformo a esta temperatura es 525,79 mm Hg. En base a esta información determine: a)
La fracción molar de soluto. ( Rsp: 0,028 )
b)
El número de moles de soluto disueltos. ( Rsp: 0,029 moles )
c)
La masa molar de soluto. ( Rsp 286,20 g/mol )
Solución: a) Hallamos primero la fracción molar del solvente puro para restarlo de 1 y obtener la fracción molar del soluto a partir de la fórmula
Pv = P°v . X
X = Pv/P°v
X = 510,79mmHg/525,79mmHg = 0,972 Luego 1 – 0,972 = 0,028 b) Hallamos número de moles c)
n = Xsoluto /Xsolvente = 0,029 moles
Luego n = masa soluto / mm
(mm = masa molar)
mm = m/n mm = 8,3g /0,029 moles = 286.20g/mol 2.
Se disuelven 0,3 moles de sulfato de sodio (Na 2SO4), electrolito fuerte y no volátil, en 2 Kg de agua (PM =18 g/mol) a 60°C. Si la presión de vapor del agua a esta temperatura es 149,4 mm Hg. Determine la presión de vapor de la solución resultante.
Rsp: 148,95
mm Hg. Solución Aplicamos la fórmula de la l ey de Raoult Pv = P°v . X X es la fracción molar del solvente puro Para poder encontrar fracción molar necesitamos n Primero hallamos número de moles (n) del agua, pues del soluto nos lo dan: 0,3 moles 2 000g (1 mol/18g) = 111.11 Luego hallamos la fracción molar: Del sulfato de sodio: Del agua:
0,3 moles /111.11 +0,3 = 0,003
0,3 moles /111.11 + 0,3 = 0,997
Entonces: Pv = 149,4mmHg x 0,997 = 148,95 mmHg
3.
Calcule el descenso de la presión de vapor de agua, cuando se disuelven 5,67 g de glucosa, C6H12O6 ( 180 g/mol) , en 25,2 g de agua a 25° C . La presión de vapor de agua a 25° C es 23,8 mm Hg. ¿Cuál es la presión de vapor de la solución? Rsp: ∆P = 0,52 mm Hg; Pv (solución) = 23,28 mm Hg
4. A 100° C la presión de vapor del agua es 760 mm Hg. ¿Cuál es la presión de vapor de una disolución preparada a partir de 30 g de etilenglicol ( PM = 62 g/mol) con 80 g de agua?. Rsp: 691,6 mm Hg
5.
Un mol de glucosa se agrega a 10 moles de agua a 25°C. Si la presión de vapor del agua pura a esta temperatura es de 23,8 mm Hg, ¿Cuál será la presión de la mezcla?
Rsp: 21.66 mm
Hg 6.
El naftaleno C10H8 , se utiliza para hacer bolas para combatir las polillas. Suponga una solución que se hace disolviendo 0,515 g de naftaleno en 60,8 g de cloroformo CHCl 3 , calcule el descenso de la presión de vapor del cloroformo a 20° C en presencia de naftaleno. La presión de vapor del cloroformo a 20° C es 156 mm Hg. Se puede suponer que el naftaleno es no volátil comparado con el cloroformo. ¿Cuál es la presión de vapor de la solución ? Rsp: ∆P = 1,25 mm Hg; Pv (solución) = 154,75 mm Hg
7.
Una solución líquida consiste en 0,35 fracciones mol de dibromuro de etileno, C 2H4Br 2 y 0,65 fracciones mol de dibromuro de propileno, C3H6Br 2 . Ambos son líquidos volátiles ; sus presiones de vapor a 85° C son 173 mm Hg y 127 mm Hg, respectivamente. Calcule la presión de vapor total de la solución.
Rsp: 143.1 mm Hg
PRESION OSMOTICA 1. Una disolución contiene 1 g de hemoglobina disuelto en suficiente agua para formar 100 ml de disolución. La presión osmótica a 20° C es 2.72 mm Hg. Calcular:
a) La Molaridad de la hemoglobina. Rsp: 0,00015 mol/L b) La masa molecular de la hemoglobina. Rsp: 666.66 g/mol a) despejamos molaridad de la formula Π = M.R.T
M = Π/RT
Convertir 2,72 mmHg a atm 2,72 mmHg x 1 atm/760 mmHg = 0.00358 M = 0,00358 atm/ 0,08205(L-atm/mol.K) . 293K = 0,00015M b) hallamos masa molar, para lo cual debemos hallar numero de moles M=n/V
n = M / V = 0,00015 moles /L / 0,1 L = 0,0015
n = m soluto / mm
mm = masa de soluto / n
mm = 1g / 0,0015moles mm = 666,66 g/mol
2. ¿Qué concentración en g/L habría de tener una solución de anilina (PM = 93.12 g/mol) en agua para que su presión osmótica a 18° C sea de 750 mm Hg.? Rsp: 3,82 g/L
3. ¿Cuál es la presión osmótica a 20°C de una solución de sacarosa C 12H22O11 0,0020
M? Rsp: 0,048 atm
4.
Disolviendo 6,73 g de sacarosa (masa molar 342 g/mol) hasta formar 1500 mL de solución a 20 °C. ¿Cual es la presión osmótica que teóricamente corresponderá? Rsp: 0,312 atm
5.
¿Que presión osmótica ejercerá una solución de urea en agua al 1% m/v a 20 °C (masa molar de urea 60 g/mol)? Rsp: 4 atm
6.
Calcular la masa molar aproximada del pineno sabiendo que al disolver 2,8 g en alcohol hasta un volumen de 500 mL se midió una presión osmótica de 1,2 atm a 20 °C . Rsp: 112 g/mol
7.
Calcular la masa molar aproximada del tiofeno sabiendo que una solución de 100 mL que contiene 0,32 g de ese compuesto en alcohol dio una presión osmótica de 510 mm Hg a 20 °C Rsp: 114,3 g/mol
8. ¿Que presión osmótica en atm ejercerá cualquier solución 0,1 M de una sustancia no ionizable a 20 °C? Rsp: 2,40 atm