Ejercicio - Disoluciones y cambios químicos
Ejercicio de Gases, disoluciones y reacciones
\( \textbf{Ejercicio.} \) El ácido clorhídrico concentrado que se utiliza en los laboratorios es una disolución acuosa de cloruro de hidrógeno, un gas altamente corrosivo e irritante.
a) En el laboratorio se dispone de una disolución de ácido clorhídrico concentrado al \( 34{,}90\% \) en masa y con una densidad de \( 1{,}175 \, \text{g} \cdot \text{mL}^{-1} \). Calcula la molaridad del ácido en esta disolución.
b) A partir de este ácido clorhídrico concentrado se preparan \( 250 \, \text{mL} \) de una disolución de ácido clorhídrico \( 0{,}040 \, \text{M} \). Calcula el volumen de solución concentrada que se necesita para preparar \( 500 \, \text{mL} \) de ácido clorhídrico \( 0{,}040 \, \text{M} \).
Solución de los Apartados
a) En el laboratorio se dispone de una disolución de ácido clorhídrico concentrado al \( 34{,}90\% \) en masa y con una densidad de \( 1{,}175 \, \text{g} \cdot \text{mL}^{-1} \). Calcula la molaridad del ácido en esta disolución.
Solución: \( \textbf{Paso 1:} \quad \text{Suponemos } 100 \, \text{g} \text{ de disolución.} \) Como el porcentaje en masa es del \( 34{,}90\% \), entonces hay: \[ 34{,}90 \, \text{g de HCl} \quad \text{y} \quad 65{,}10 \, \text{g de agua} \] \( \textbf{Paso 2:} \quad \text{Calculamos los moles de HCl usando su masa molar:} \quad M(\text{HCl}) = 36{,}5 \, \text{g/mol} \) \[ \text{mol HCl} = \frac{34{,}90}{36{,}5} = 0{,}9562 \, \text{mol} \] \( \textbf{Paso 3:} \quad \text{Calculamos el volumen de } 100 \, \text{g} \text{ de disolución usando la densidad:} \) \[ V = \frac{100 \, \text{g}}{1{,}175 \, \text{g/mL}} = 85{,}11 \, \text{mL} = 0{,}08511 \, \text{L} \] \( \textbf{Paso 4:} \quad \text{Calculamos la molaridad:} \) \[ M = \frac{0{,}9562 \, \text{mol}}{0{,}08511 \, \text{L}} = 11{,}23 \, \text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \] \( \textbf{Resultado:} \quad \text{La molaridad de la disolución es } 11{,}23 \, \text{mol} \cdot \text{L}^{-1}. \)
b) A partir de este ácido clorhídrico concentrado se preparan \( 250 \, \text{mL} \) de una disolución de ácido clorhídrico \( 0{,}040 \, \text{M} \). Calcula el volumen de solución concentrada que se necesita para preparar \( 500 \, \text{mL} \) de ácido clorhídrico \( 0{,}040 \, \text{M} \).
Solución: \( \textbf{Paso 1:} \quad \text{Usamos la fórmula de dilución:} \) \[ M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2 \] \( \text{Donde:} \) \( M_1 = 11{,}23 \, \text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \): molaridad de la disolución concentrada (del apartado a) \( M_2 = 0{,}040 \, \text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \): molaridad de la disolución diluida \( V_2 = 250 \, \text{mL} \): volumen final que se desea preparar \( V_1 \): volumen de disolución concentrada que se necesita \[ V_1 = \frac{M_2 \cdot V_2}{M_1} = \frac{0{,}040 \cdot 250}{11{,}23} = 0{,}89 \, \text{mL} \] \( \textbf{Resultado:} \quad \text{Se necesitan } 0{,}89 \, \text{mL} \text{ de disolución concentrada.} \)