Exprimarea concentratiilor - test

EXPRIMAREA CONCENTRATIILOR - TEST

CONCENTRATIA PROCENTUALA reprezinta numarul de grame de substanta dizolvate in 100g solutie.

m_solutie = m_{substanta dizolvata} + m_solvent g solutie . ..m_{substanta dizolvata} g substanta

100 g solutie . . . . . . . . . . . . . . . .c

obs. Se poate discuta si despre concentratii procentuale molare si volumetrice

concentratia molara reprezinta numarul de moli de substanta (cu masa moleculara M) dizolvati in 1 litru de solutie.

V l solutie . . . .. . . . . . . . . . moli substanta

1 l solutie . . . . . . . . . . . . . . .c_M

(mol/l)

CONCENTRATIA NORMALA (valara) reprezinta numarul de echivalenti de substanta dizolvati in 1 litru solutie.

V l solutie . . . .. . . . . . . . . . echivalenti substanta

1 l solutie . . . . . . . . . . . . . . .c_N

(echivalenti/l)

obs. Calcularea valorii unui echivalent se realizeaza in mod diferit, in functie de substanta luata in discutie:

Element sau ion (metal sau nemetal)

Baza (hidroxid)

  

Acid

 

Sare 

In cazul in care substanta participa la un proces redox

In titrari, la punctul de echivalenta, este valabila relatia:

In calculele stoechiometrice se poate aplica relatia:

CONCENTRATIA MOLALA reprezinta numarul de moli de substanta dizolvati in 1000 g solvent.

m_solvent  g solvent . . . . .._{substanta dizolvata} moli substanta

1000 g solvent . . . . . . . . . . . . . . . .c_molala

TITRUL reprezinta numarul de grame de substanta din 1 mililitru de solutie

V ml solutie . . . .. . . . . . . . . . m_substantag substanta

1 ml solutie . . . . . . . . . . . . . . .T

(g substanta /ml solutie)

FRACTIA MOLARA reprezinta numarul de moli ai unui compus raportat la numarul total de moli din amestec.

Pentru un amestec de N componenti, fractia molara a componentului "i" este:

Suma fractiilor molare ale tuturor componentilor este unitara:

Modalitati de calculare a masei moleculare a unei substante:

Utilizand ecuatia generala a gazelor perfecte:

,

unde p - presiunea gazului

V - volumul incintei

T - temperatura absoluta; T=273+ t(^oC) (K)

R - constanta generala a gazelor

Utilizand legea lui Avogadro

22,4 l substanta gazoasa in conditii normale . . . . . . M g substanta

a l substanta . . . . . . . . . . . . . . . . .. b g substanta

obs. Conditii normale: p₀ =1 atm; t₀ = 0^oC;

Conditii standard: p = 1 atm; t = 25^oC

Utilizand densitatea in raport cu alta substanta

Pentru un amestec de N componenti cu fractiile molare X_i

Pentru un amestec de N componenti aflati in amestec in proportiile a_i%

Marimile fizice fundamentale si unitatile lor de masura in Sistem International

Multiplii si submultiplii zecimali ai unitatilor de masura

Alte unitati de masura utilizate in chimie:

Å - Angström - 1 Å =10^-10 m (unitate de masura utilizata in caracterizarea distantelor interatomice)

atm - atmosfera - 1atm = 760 torr = 10⁵N/m² (unitate de masura a presiunii unui sistem)

^oC - grad Celsius - 1K = 273,5^oC (unitate de masura a temperaturii unui sistem)

l, ml - litru, mililtru - 1l = 1000ml = 1dm³ (unitate de masura a volumelor)

ppm - parti pe milion - 1ppm =1g/g sau 1l/l sau 1g/ml

ppb - parti pe bilion - 1ppb = 1ng/g sau pentru solutii apoase 1ng/ml

ppt - parti pe trilion - 1ppt = 1pg/g sau pentru solutii apoase 1pg/ml

D - dalton - 1D = 1 mol/l

cal - calorie - 1cal = 4,18 J

Cate grame de fructoza si cate de apa sunt necesare pentru a obtine 50g de solutie cu concentratia de 2%?

100 g solutie . . . .2 g fructoza

50 g solutie . . . . ..x

x=10 g fructoza

50 - 10 = 40 g apa

Ce volum de solutie de acid arahidonic de concentratie 0,75M si ce volum de apa sunt necesare pentru a prepara 50 ml solutie acid arahidonic 0,3N?

Acid arahidonic CH₃ - (CH₂)₄ - (CH = CH - CH₂)₄ - (CH₂)₂ - COOH

1000 ml solutie finala . . . . . . g acid

50 ml solutie . . . . . . . . . . x

x = 1,5 10 ^-2 M g acid

1000 ml solutie initiala . . . . g acid

y . . . . . . . . . . . . . . .1,5 10 ^-2 M g acid

y = 20 ml solutie acid arahidonic 0,75M

50 - 20 = 30 ml apa

Determinati, folosind regula dreptunghiului, cantitatea de solutie acid acetic 10% necesara pentru diluarea unei cantitati de 300g solutie acid acetic 90% pana la o concentratie de 60%. Ce cantitate de solutie cu concentratia 60% se poate prepara?

50 parti solutie 90% . 30 parti solutie 10% . (50+30) parti solutie 60%

300 g solutie . . . . . . . x . . . . . . . . . . .. y

x = 180 g solutie 10%

y = 480 g solutie 60%

Folosind regula dreptunghiului sa se calculeze concentratia solutiei obtinute prin amestecarea a 200g solutie acid glucuronic 20% cu 700g solutie acid glucuronic 35%.

(35-X) parti solutie 20% . (X-20) parti solutie 35% . (35-X+X-20) parti solutie X%

200 g solutie . . . . . . 700 g solutie . . . . . . . (200+700 ) g solutie

X = 31,67%

Se obtine o solutie 50% manoza prin diluarea unei solutii 90% manoza cu o solutie 40% manoza. Calculati cantitatea de solutie de concentratie 40% necesara diluarii unei cantitati de 500g solutie 90%.

2 kg solutie manoza 40%

In ce raport trebuie sa se amestece solutia de acid glucozaharic 0,5M cu solutia de acid glucozaharic 0,2M pentru a obtine o solutie 0,3M?

In arsurile provocate de iod sau brom zonele respective se tamponeaza cu o solutie de tiosulfat de sodiu 2%. Care este cantitatea de apa necesara pentru a prepara 1l de solutia tiosulfat 2% daca se porneste de la o solutie de tiosulfat de concentratie0,5N? (=1g/cm³).

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

100 g solutie finala . . . . . . . . 2 g Na₂S₂O₃

1000 g solutie finala . . . . . . . . . x

x = 20 g Na₂S₂O₃

1000 ml solutie tiosulfat 0,5N . . . . .. 0,5 158 g Na₂S₂O₃

y . . . . . . . . . . . . . . . ..20 g Na₂S₂O₃

y = 253,16 ml solutie tiosulfat 0,5N

1000 - 253,16 = 746,84 ml H₂O m_apa =746,84 g

Se da o solutie de acid succinic 5M cu (=1,2g/cm³). Sa se calculeze concentratia procentuala de masa si titrul.

Se considera 1l solutie acid succinic 5M.

1000 ml solutie    . . . 5 M_{acid succinic} = 5 118 = 590 g acid succinic

m_solutie = _solutieV_solutie =1200g

1200g solutie . . . . . .. 590 g acid succinic

100 g solutie . . . . . . c

c = 49,17%

1000 ml solutie . . . . .590 g acid succinic

1ml solutie . . . . . . T

T = 0,59 g acid succinic / ml solutie

Se da o solutie de acid maleic 6M cu (=1,2g/cm³). Sa se calculeze concentratia molala si fractiile molare ale componentilor solutiei.

Se considera 1l solutie acid maleic 6M.

1000 ml solutie    . . . 6 M_{acid maleic} = 6 116 = 696 g acid succinic

m_solutie = _solutieV_solutie =1200g

1200g solutie . . . . . 696 g acid maleic . ..(1200 - 696) g apa

504 g apa . . . . . 6 moli acid maleic

1000 g apa . . . . . c_molala

c_molala = 11,9 moli acid maleic / 1000g apa

_apa = 504: 18=18 moli

_{acid maleic} = 6 moli

X_apa=0,75

X_{acid maleic}=0,25

Sa se calculeze titrul unei solutii apoase de permanganat de potasiu 0,5N. Ce volum de solutie este necesar pentru oxidarea a 2 moli acidului oleic?

2KMnO₄ + H₂O = 2KOH + 2MnO₂ +3[O]

1000 ml solutie . . . . .. g KMnO₄

1 ml solutie . . . . . . . . . T

T = 0,026 g KMnO₄ /ml solutie

1mol acid oleic . . 1 mol [O] . . . 2 / 3 moli KMnO₄

2 mol acid oleic . . . . . . . . . . . . X

x = 2/3 moli KMnO₄

1l solutie . . . . . . . g KMnO₄

y . . . . . . . g KMnO₄

y = 4 l solutie KMnO₄ 0,5N

Cat acid oxalic (H₂C₂O₄ ·2H₂O) trebuie cantarit pentru a prepara 200 ml solutie 0,01M? Care este concentratia procentuala a solutiei preparate? (=1g/cm³)

1000 ml solutie . .. g acid oxalic anhidru

200 ml solutie . . . . x

x = 0,18 g acid oxalic anhidru

126 g C₂O₄H₂ 2H₂O . . . . . 90 g acid oxalic anhidru

y . . . . . . . . . . . . .. 0,18 g

y = 0,252 g C₂O₄H₂ 2H₂O (acid oxalic hidratat)

m_solutiei = 200 g

200 g solutie . . . .. 0,18 g C₂O₄H₂

100 g solutie . . . . . ..c

c=0,09%

Prin amestecarea unor volume egale din 5 solutii ale aceleiasi substante, avand concentratiile molare in raportul 1:2:3:4:5 se obtine o solutie de concentratie 6M. Care au fost cele cinci concentratii?

Presupunem un volum V pentru fiecare dintre solutiile i =1 . 5

Concentratiile molare sunt: c; 2c; 3c; 4c; 5c.

1 l solutie i . . . . . i c moli substanta

V l solutie . . . . . . i c V moli

V_{solutie finala} = 5V

_substanta = 15 cV moli substanta

5V l solutie . . . . . . .. 15cV moli substanta

1 l solutie . . . . .. . . . 6 moli

c = 2M

Solutiile au avut concentratiile 2M; 4M; 6M; 8M; 10M.

Cate molecule de glucoza contine o celula bacteriana daca acest metabolit are o concentratie interna de 1M? Se presupune ca celula bacteriana este de forma cilindrica, avand diametrul 0,5m si inaltimea 2m.

1000 ml solutie 1M . . . 6,023 10²³ molecule glucoza

10^-14 ml . . . . . x

x = 236,4 10⁶ molecule glucoza

Utilizand datele din problema anterioara, indicati cantitatea de glucoza prezenta in celula bacteriana.

1000 ml solutie 1M . . . 180 g glucoza

10^-14 ml . . . . . x

x = 7,07 10^-14 g glucoza

La o persoana care are aciditate gastrica marita, concentratia de HCl este 0,7%. Considerand un volum de suc gastric de 250ml, sa se calculeze:

a) Ce cantitate de bicarbonat de sodiu solid trebuie administrata pentru restabilirea concentratiei normale de HCl (0,3%)?

b) Ce cantitate de solutie de NaHCO₃ de concentratie 0,1M poate fi folosita in locul produsului solid pentru a aduce de asemenea concentratia la valoarea 0,3%?

Densitatile solutiilor sunt practic =1g/cm³, iar apa formata in reactii poate fi neglijata.

Pentru sucul gastric cu aciditate marita: 100 g solutie . . . 0,7 g HCl

250 g solutie . . . . .. x

x = 1,75 g HCl

a)Pentru persoana sanatoasa: 100 g solutie . . . . ..0,3g HCl

250 g solutie . . . . . y

y = 0,75g HCl

Trebuie neutralizat: 1,75 - 0,75 = 1 g HCl

Din calculele stoechiometrice: z =2,3 g NaHCO₃ solid

b) In cazul adaugarii unei solutii de bicarbonat 0,1M, se va tine cont de variatia de volum a sucului gastric final. Presupunem adaugarea unui volum V (ml) de solutie NaHCO₃ 0,1M pentru a obtine efectul dorit.

1000ml solutie NaHCO₃ 0,1M . . . . . . 0,1 moli NaHCO₃

V ml . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. V 10^-4 moli NaHCO₃

Se va neutraliza acelasi numar de moli de HCl din sucul gastric: V 10^-4 moli HCl

In solutia finala: 100 g solutie . . . . . . . . .. 0,3 g HCl

(250+V) g solutie . . . . . .(1,75 - 10^-4 V 36,5) g HCl

V= 150,38 ml solutie NaHCO₃ 0,1M

Cunoscand importanta deosebita a vitaminei C in alimentatie, iata continutul acesteia in unele produse vegetale :

Ce cantitate de morcovi este necesara pentru a obtine 0,5l suc care sa contina acid ascorbic intr-o concentratie 2mM?

1 l suc 2mM . . . . .. 2 mmol vitamina C

0,5 l suc . . . . . . x

x = 1 mmol vitamina C

Se iau in calcul cantitatile minime (5mg) si maxime (10mg) de morcov.

100 g morcovi . . () mmoli vitamina C

a_1,2 . . . . . . . . . .. 1mmol

(1780 - 3560) g morcovi

Sa se calculeze cati cm³ dintr-o solutie de D-riboza 40% si densitate =1,25g/cm³ sunt necesari pentru a prepara 25 g solutie D-riboza 10%.

100 g solutie . . . . . . . .. 10 g D - riboza

25 g solutie . . . . . . . . .. x

x =2,5 g D - riboza

6,25 g solutie D -riboza 40%

5 cm³ solutie D-riboza 40%

Sa se calculeze cati cm³ dintr-o solutie de D-gliceraldehida 45% si densitate =1,6g/cm³ sunt necesari pentru a prepara 1,5 l solutie D- gliceraldehida 0,1M.

O,15 mol D-gliceraldehida (C₃O₃H₆)

32 g solutie D-gliceraldehida 45%

20 cm³ solutie D-gliceraldehida 45%

Se oxideaza alcoolul etilic cu o solutie de K₂Cr₂O₇ 2N. Calculati volumul de solutie de bicromat de potasiu necesar obtinerii a 2,2g aldehida acetica.

X = 0,05 moli [O]

1 mol K₂Cr₂O₇ . . . . .. . . . .. 3 moli [O]

y . . . . . . . . . . . . . . . 0,05 moli [O]

y = moli K₂Cr₂O₇

1000 ml solutie . . . . . . . g K₂Cr₂O₇

z . . . . . . . . . . . . . g K₂Cr₂O₇

z = 50 ml solutie K₂Cr₂O₇ 2N

Se oxideaza 4,6g etanol cu KMnO₄, in vederea obtinerii acidului acetic. Calculati volumul solutiei 0,1N KMnO₄ necesar oxidarii.

x = 0,2 mol [O]

y = 0,08 mol KMnO₄

4 l solutie KMnO₄ 0,1N

Calculati cantitatea de alcool etilic obtinuta din 400g glucoza care contine 10% impuritati.

360g glucoza pura

184 g alcool etilic

20 cm³ solutie 60% alcool etilic cu =0,9g/cm³ se trateaza cu Na metalic. Ce volum de gaz se degaja?

m_solutie = 18g solutie alcool etilic 60%

10,8 g alcool etilic pur

2,63 l H₂

Determinati cantitatea de solutie 50% acid acetic obtinuta la oxidarea aldehidei acetice cu 2000ml solutie 0,1N KMnO₄.

0,04 mol KMnO₄

2 mol KMnO₄ . . . . . 5 mol [O] . . . . . 5 mol CH₃COOH

0,04 mol . . . . . . . . . . . . . . . . .. y

y = 0,1 mol CH₃COOH   6g CH₃COOH

12g solutie CH₃COOH  50%

Se fabrica 6,75kg formol 40% din alcool metilic cu un randament de 80%. Determinati cantitatea de metanol 90% necesara in procesul de fabricare.

2,7kg aldehida formica la  =80%

3,375 kg aldehida formica la  =100%

x = 3,6 kg alcool metilic

4 kg solutie alcool etilic 90%

Aerul uscat, inspirat de om la nivelul marii (760mmHg) contine: 78,55%N₂; 20,92%O₂; 0,04%CO₂ si 0,48% vapori de apa. Calculati presiunile partiale ale acestor gaze in aerul inspirat.

La 760 mmHg . ..100% . . 78,55%N₂ . . . 20,92%O₂ . . 0,04%CO₂ . 0,48% H₂O_(v)

597 mmHg N₂

159 mmHg O₂

0,3 mmHg CO₂

3,7 mmHg H₂O_(v)

Aerul alveolar saturat contine azot, oxigen, dioxid de carbon si vapori de apa. Presiunile partiale ale acestor gaze sunt respectiv: 573mmHg, 100mmHg, 40mmHg, 47mmHg. Calculati continutul procentual al fiecarui gaz din aerul alveolar. Comentati rezultatele obtinute.

La 760 mmHg ..100% . 573mmHg N₂ .. 100mmHg O₂ . 40mmHg CO₂ .. 47mmHg H₂O_(v)

75,39% N₂

13,16% O₂

5,26% CO₂

6,18% H₂O_(v)

Fata de aerul atmosferic au crescut continuturile in CO₂ si vapori de apa, in detrimentul azotului si oxigenului, datorita proceselor metabolice in care se elibereaza CO₂ si care se colecteaza la nivelul plamanului, in vederea eliminarii din organism. Prezenta lichidelor biologice la nivelul alveolar transforma aerul atmosferic uscat in aer umed.

Analiza sangelui unui adult aflat in coma alcoolica a indicat concentratia 0,069M alcool etilic. Determinati cantitatea de alcool prezenta in sangele pacientului daca acesta are 6 l sange.

1000ml sange . . . .. 0,069·46 g alcool

6000ml sange . . . .. x

x = 19g alcool

Hidroxidul de magneziu se utilizeaza frecvent pentru diminuarea aciditatii stomacale, daca sucul gastric are in digestie concentratia 0,1M HCl, ce volum din acesta este neutralizat de o tableta de 500mg hidroxid de magneziu?

17,24mmol HCl neutralizati

172,4 ml suc gastric neutralizat

Determinati numarul de mol, mmol, mol din urmatoarele cantitati:

a.  4,6g alcool etilic

b. 64g alcool metilic

c.  1,8g glucoza

d. 20g calciu.

a. 0,1 mol = 100 mmol = 10⁵ mol alcool etilic

b. 2 mol = 2 ·10³ mmol = 2 ·10⁶ mol alcool metilic

c.  0,01 mol = 10 mmol = 10⁴ mol glucoza

d. 0,5 mol = 500 mmol = 5 ·10⁵ mol Ca

In conditii normale, continutul plasmatic al glucozei este cuprins intre 80-120 mg/100 ml proba. Exprimati intervalul de normalitate in mmo l si respectiv  mo l.

4,44-6,67 mmol glucoza/l solutie

(4,44-6,67)·10³ mol glucoza/l solutie

In urma analizei serului unui pacient s-a gasit o cantitate de glucoza de 180mg/100ml proba. Exprimati valoarea parametrului in mo/l; mmo/l; mo/l.

10 mmol/l

10^-2 mol/l

10⁴ mol/l

Transformati in mol; mmol; mol urmatoarele cantitati:

a.  1,8 g glucoza

b. 36 g fructoza

c.  342 mg zaharoza

a. 0,01 mol; 10mmol; 10⁴ mol

b. 0,2 mol; 2·10²mmol; 2·10⁵  mol

c.  10^-3mol; 1mmol; 10³ mol

Exprimati concentratia de glucoza 0,02M in mmol/l, mol/l si mg/100ml.

20mmol; 2·10⁴ mol/l; 360 mg/100ml.

Transformati in mg/100 ml urmatoarele solutii:

a.  0,005M glucoza

b. 0,004M galactoza

c.  3mM glucoza

d. 2000 M zaharoza.

a. 90 mg/100 ml

b. 72 mg/100 ml

c. 54 mg/100 ml

d. 68,4 mg/ 100 ml.

Transformati in mEq urmatoarele cantitati:

a.  230 mg Na⁺/100ml proba

b. 780 mg K⁺/100ml proba

c.  60 g Fe²⁺/100ml proba

d. 2,4 mg Na⁺/100ml proba

e.  10 mg Ca²⁺/100ml proba.

Rezolvare

a. 100mEq Na⁺

b. 200 mEq K⁺

c.  0,0214 mEq Fe²⁺

d. 2 mEq Mg²⁺

e.  5 mEq Ca²⁺

Transformati in mg /100ml proba urmatoarele cantitati:

^a.  150 mEq Na⁺

^b.  10 mol Fe²⁺

c.  1,2 mmol Mg²⁺

d. 4,5 mEq Ca²⁺

Rezolvare

a. 345 mg Na⁺ / 100 ml

b. 10^-3 mg Fe²⁺ / 100 ml

c.  2,88 mg Mg²⁺ / 100 ml

d. 9 mg Ca²⁺ /100 ml

Determinati numarul de echivalenti, mEq, Eq din urmatoarele cantitati:

a.  64mg sodiu

b. 3,9 mg potasiu

c.  4,8mg magneziu

d. 2g calciu

a. 0,064g Na; 2,78 · 10^-3 echivalenti; 2,78 miliechivalenti; 2,78 · 10 ³ echivalenti Na

b. 0,0039 g K; 10^-4 echivalenti; 10^-1 miliechivalenti; 10² echivalenti K

c.  0,048 g Mg; 2 · 10^-4 echivalenti; 2· 10^-1 miliechivalenti; 2 · 10² echivalenti Mg

d. 0,1 echivalenti; 10² miliechivalenti; 10⁵ echivalenti Ca

Sa se transforme in mEq, mol, g/l urmatoarele concentratii:

a.  460mg Na⁺/100 ml proba

b. 60mg Mg²⁺/100 ml proba

c.  84 mg Fe²⁺/100 ml proba

d. 210 mg Fe³⁺/100 ml proba

a. 200 miliechivalenti Na⁺; 0,2 mol Na⁺; 4,6 · 10⁶ g Na⁺

b. 0,025 mol Mg²⁺; 50 mEq Mg²⁺; 6 · 10⁵ gMg²⁺

c.  30 mEq Fe²⁺; 15 · 10^-3 mol Fe²⁺; 8,4 · 10⁵ g Fe²⁺

d. 112,5 mEq Fe³⁺; 3,75 · 10^-4 mol Fe³⁺; 2,1 · 10⁶ g Fe²⁺

Calculati concentratia micronormala a unei probe ce contine 72mg Fe²⁺/100ml proba (A_Fe=56).

2,57 g Fe²⁺ l

2,57· 10⁵ Eq Fe²⁺

Exprimati concentratia de Mg²⁺ 0,5 milinormala in g/100ml (A_Mg=24).

g Mg²⁺ . . . . . .. 1000 ml solutie

x . . . . . . . . . . . . . 100 ml solutie

x = 600 g Mg²⁺/ 100 ml solutie