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Preguntas y problemas 559

disolución de 3.8 g de CH 3 COOH en 80 g de benceno tiene una presión de vapor de 42 mmHg. Se prepara una
tiene un punto de congelación de 3.5°C. Calcule la masa disolución mezclando masas iguales de A y B. a)
molar del soluto y sugiera cómo podría ser su estructura. Calcule la fracción molar de cada componente en la
(Sugerencia: Las moléculas del ácido acético pueden disolución. b) Calcule las presiones parciales de A y B
formar enlaces de hidrógeno consigo mismas.) sobre la disolución a 55ºC. c) Suponga que una parte
12.123 Una muestra de 2.6 L de agua contiene 192 mg de plo- del vapor descrito en b) se condensó hasta formar el
mo. ¿Esta concentración de plomo excede el límite de líquido en un contenedor separado. Calcule la fracción
seguridad de 0.050 ppm de plomo por litro de agua molar de cada componente en este líquido y la presión
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potable? [Sugerencia: 1 mg 5 1 3 10 g. Partes por de vapor de cada componente sobre este líquido a 55ºC.
millón (ppm) se defi ne como (masa del componente/ 12.131 Se cubre uno de los extremos de un tubo muy largo con
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masa de la disolución) 3 10 .] una membrana semipermeable. ¿A qué profundidad (en
12.124 Los peces del océano Antártico viven en agua a 22°C. metros) debe sumergirse el tubo en el mar para que el
a) ¿Cuál debe ser la concentración de su sangre (en agua pura comience a atravesar la membrana? Suponga
molalidad) para evitar que se congelen? Desde el punto que el agua está a 20°C y asuma que se comporta como
de vista fi siológico, ¿es razonable esa concentración? si fuera una disolución de NaCl 0.70 M. La densidad
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b) En años recientes, los científi cos han descubierto en del agua de mar es de 1.03 g/cm y la aceleración debi-
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la sangre de estos peces un tipo especial de proteína da a la gravedad es de 9.81 m/s .
que, aun encontrándose a bajas concentraciones (# 12.132 Dos matraces, 1 y 2, que contienen 50 mL de urea 0.10
0.001 m), tiene la capacidad de evitar el congelamiento M y 50 mL de urea 0.20 M, respectivamente, se colocan
de la sangre. Sugiera un mecanismo para la acción de en un contenedor que está herméticamente sellado (vea
esta proteína. la fi gura 12.12) a 298 K. Calcule la fracción molar de
12.125 Como sabemos, si se agita una lata de bebida gaseosa y urea en las disoluciones en equilibrio. Suponga un
a continuación se abre, la bebida escapa en forma vio- comportamiento ideal.
lenta. Sin embargo, si después de agitar la lata se golpea 12.133 Una mezcla de los líquidos A y B exhibe un comporta-
suavemente varias veces con una cuchara metálica, no miento ideal. A 84°C, la presión total de vapor de una
ocurre la “explosión”. ¿Por qué? disolución que contiene 1.2 moles de A y 2.3 moles de
12.126 ¿Por qué los cubos de hielo (por ejemplo los que hay en B es de 331 mmHg. Debido a la adición de otro mol de
las bandejas del congelador de un refrigerador) son tur- B a la disolución, la presión de vapor se incrementa a
bios por dentro? 347 mmHg. Calcule las presiones de vapor de A y B
puros a 84°C.
12.127 En un contenedor cerrado se colocan dos matraces. El
matraz A inicialmente contiene 0.15 moles de naftaleno 12.134 Mediante la ley de Henry y la ecuación del gas ideal
(C 10 H 8 ) en 100 g de benceno (C 6 H 6 ) y el matraz B ini- demuestre que la afi rmación de que el volumen de un
cialmente contiene 31 g de un compuesto desconocido gas que se disuelve en una cantidad dada de disolvente
disuelto en 100 g de benceno. Cuando se alcanza el es independiente de la presión del gas. (Sugerencia: La
equilibrio, se encuentra que el matraz A ha perdido 7.0 ley de Henry se puede modifi car como n 5 kP, donde n
g de benceno. Si se supone un comportamiento ideal, es el número de moles del gas disuelto en el disolvente.)
calcule la masa molar del compuesto desconocido. 12.135 a) Derive la ecuación que relaciona la molalidad (m) de
Explique cualquier suposición que realice. una disolución con su molaridad (M)
12.128 A 27ºC, la presión de vapor del agua pura es de 23.76 M
mmHg y el de una disolución de urea es de 22.98 m 5 Mm
mmHg. Calcule la molalidad de la disolución. d 2
1 000
12.129 Un ejemplo de desviación positiva, que se muestra en la
fi gura 12.8a), es una disolución de acetona (CH 3 COCH 3 ) donde d es la densidad de la disolución (g/mL) y m es
y disulfuro de carbono (CS 2 ). a) Dibuje las estructuras la masa molar del soluto (g/mol). (Sugerencia:
de Lewis para estas moléculas. Explique la desviación Comience por expresar el disolvente en kilogramos en
del comportamiento ideal en términos de fuerzas inter- términos de la diferencia entre la masa de la disolución
moleculares. b) Una disolución formada por 0.60 moles y la masa del soluto.) b) Muestre que, para disoluciones
de acetona y 0.40 moles de disulfuro de carbono tiene acuosas diluidas, m es aproximadamente igual a M.
una presión de vapor de 615 mmHg a 35.2ºC. ¿Cuál 12.136 A 298 K, la presión osmótica de una disolución de glu-
sería la presión de vapor si la disolución se comportara cosa es de 10.50 atm. Calcule el punto de congelación
de manera ideal? La presión de vapor de los disolventes de la disolución. La densidad de la disolución es de
puros a la misma temperatura son: acetona, 349 mmHg; 1.16 g/mL.
disulfuro de carbono, 501 mmHg. c) Prediga el signo 12.137 Una estudiante realizó el siguiente procedimiento para
de DH disol . medir la presión del dióxido de carbono en una botella
12.130 Los líquidos A (masa molar de 100 g/mol) y B (masa de refresco. Primero, pesó la botella (853.5 g). Después,
molar de 110 g/mol) forman una disolución ideal. A quitó cuidadosamente la tapa para dejar escapar el CO 2 .
55ºC, A tiene una presión de vapor de 95 mmHg y B Luego, volvió a pesar la botella con la tapa (851.3 g).