HUMANA CÁTEDRA 1 MED - QB II - F UB Q BIO UÍMI . CA A - DPTO TRABAJO PRÁCTICO SOLUCIONES QUÍMICA BIOLÓGICA II CÁTEDRA 1 DPTO. BIOQUÍMICA HUMANA FMED - UBA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 TRABAJOS PRÁCTICOS SOLUCIONES OBJETIVOS ● Conocer las formas más comunes para indicar la concentración química de una solución. ● Ser capaz de calcular la concentración de una solución a partir de datos iniciales mínimos. ● Calcular la concentración final de una solución luego de diluirla con agua u otra solución. SOLUCIONES Las soluciones son sistemas homogéneos formados por 2 o más componentes. Sistema: es la porción del Universo objeto del estudio. Sistema homogéneo: sistema cuyas propiedades intensivas tienen valores constantes en cualquier punto del mismo. Puede estar formado por uno o más componentes, formando una única fase. Por ejemplo, una solución formada por sal común en agua. En un sistema heterogéneo, las propiedades intensivas son variables en los diferentes puntos del sistema. Puede estar formado por uno o más componentes, pero en este caso se distinguen al menos dos fases. Por ejemplo, si a la solución anterior le agregamos mayor cantidad de sal, tal que no se llegue a disolver totalmente y algo de sal quede depositada en el fondo, estamos frente a un sistema de dos fases: solución salada y sal con diferentes propiedades intensivas. Propiedad: Cualidad del sistema que impresiona nuestros sentidos (color, olor) o que se evalúa por instrumentos de medición (masa, dureza) o que describe las formas de interacción entre los componentes (combustibilidad). Propiedad intensiva: Propiedad del sistema que no depende de la cantidad de material considerado para el estudio sino de la naturaleza del material. Son propiedades intensivas la densidad, la viscosidad, el punto de fusión, punto de ebullición, etc. Componente: Sustancia química que forma parte del sistema. Los componentes de una solución pueden encontrarse en cualquiera de los 3 estados de agregación de la materia: gas, líquido o sólido. Así, puede haber soluciones gaseosas (por ejemplo, aire), de gases disueltos en líquidos (por ejemplo, O2 disuelto en agua), líquidos en líquidos (por ejemplo, etanol en agua) y sólidos disueltos en líquidos (por ejemplo, cloruro de sodio en agua). Las soluciones más comunes, son las que se obtienen al disolver un sólido en un líquido. Para diferenciar a los componentes de una solución (sc.) es útil utilizar los términos soluto (sto.) y solvente (sv.). 1 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 En general, suele llamarse solvente al componente que se halla en mayor proporción en masa. En particular, cuando uno de los componentes de una solución es el agua, se considera que ésta es el solvente. Esto se debe a las propiedades químicas de la molécula de agua (muy polar, atrae a otras moléculas polares y a los iones) que hacen que se considere el solvente más importante de la Tierra. La mayoría de las reacciones químicas que ocurren en los organismos vivos tienen lugar en soluciones acuosas. Como se observa, estas denominaciones de soluto y solvente son arbitrarias y sólo responden a conveniencias prácticas, ya que no hay diferencia conceptual entre ambos términos. En una solución homogénea, las partículas de soluto y solvente están mezcladas en toda su masa. Según lo dicho anteriormente, se analizarán varios ejemplos: 1- en una taza de té azucarada, el agua es el solvente y el té y el azúcar son los solutos. 2- en una solución formada por 1 gramo de iodo y 100 gramos de cloroformo, el iodo es el soluto y el cloroformo es el solvente. 3- en una solución que contiene 10 gramos de ácido sulfúrico (H2S04) (líquido a temperatura ambiente) en 90 gramos de agua, el agua es el solvente y el ácido sulfúrico es el soluto. 4- en una solución que contiene 90 gramos de ácido sulfúrico en 10 gramos de agua, el agua es el solvente y el ácido sulfúrico es el soluto. 5- en una solución que contiene 10 gramos de cloruro de sodio (NaCI) (sólido), 20 gramos de sulfato de sodio (Na2S04) (sólido) y 80 gramos de agua (líquido), el agua es el solvente y tanto el NaCI como el Na2S04 son los solutos. La densidad (δ) se define como la relación masa/volumen (δ=m/V). Por ejemplo, la densidad del agua pura es 1 gramo/mililitro (1 g/ml) (a 4 ºC), y significa que la masa de 1 ml de agua corresponde a 1 gramo. Todas las soluciones, al ser sistemas homogéneos, tienen densidad constante en todo el seno del sistema. Si lo aplicamos a una solución de sal en agua, cuya densidad es 1,09 g/ml, significa que 1 ml de esa solución tiene una masa de 1,09 g. El dato de densidad en un problema de soluciones nos permite relacionar la masa de la solución con el volumen de la solución. La densidad varía con la temperatura. En los líquidos estas variaciones no son muy notorias. En el caso del agua, y para esta ejercitación, consideramos una densidad constante independientemente de la temperatura. Concentración de las soluciones La cantidad de soluto (sto.) contenida en una solución (sc.) no puede ser indicada arbitrariamente, sino que debe estandarizarse para que sea reproducible por distintos operadores. Esto significa, que no puede decirse que la solución está formada por un "poco" de soluto en una "botella" de solvente, porque el contenido de un "poco" y de una "botella" varía según numerosos 2 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 factores. Una solución queda caracterizada si se indica su concentración, es decir, la cantidad de soluto disuelta en una cantidad de solución, o a veces de solvente. La concentración de una solución puede expresarse en unidades físicas o bien en unidades químicas. Modos de expresar la concentración de una solución: a) Unidades físicas: ● porcentaje peso en peso (% P/P): gramos de soluto contenidos en 100 g de solución ● porcentaje peso en volumen (% P/V): gramos de soluto contenidos en 100 ml de solución. ● porcentaje volumen en volumen (% V/V): volumen de soluto contenido en 100 ml de solución. Unidades menos frecuentes, pero también importantes son: ● porcentaje peso en peso del solvente (% P/Psv): gramos de soluto contenidos en 100 g de solvente. ● porcentaje peso en volumen del solvente (% P/Vsv): gramos de soluto contenidos en 100 ml de solvente. b) Unidades químicas: ● Molaridad (M): número de moles de soluto contenidos en 1 litro de solución. ● Normalidad (N): número de equivalentes gramo de soluto contenidos en 1 litro de solución. ● Osmolaridad (Osm): número de osmoles de soluto contenidos en 1 litro de solución. Es importante destacar que en ciertos casos se expresan las concentraciones en unidades menores, como, por ejemplo: ● mg% P/P: mg de soluto contenidos en 100 g de solución ● mg% P/V: mg de soluto contenidos en 100 ml de solución ● mM (10-3 M), µM (10-6 M), nM (10-9 M) ● meq/I Una vez conocidas las diferentes formas de expresar las concentraciones de las soluciones recordemos algunos conceptos. Molaridad Un MOL es la cantidad de sustancia que contiene 6,02 x 1023 partículas. A un mol de moléculas de una determinada sustancia le corresponde una masa en gramos que coincide con su masa molecular relativa (normalmente peso molecular (PM). Ejemplo: 3 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 Mr (glucosa)= 180 1 mol de moléculas de glucosa (6,02 x 1023 moléculas) tiene una masa de 180 g. PM (glucosa)= 180 g/mol. Para determinar el número de moles que hay en cierta masa de una sustancia, se utiliza el peso molecular como factor de conversión. nº de moles = masa PM Así, la cantidad de moles que corresponden a 200 g de NaCl, (PM NaCI = PA Na + PA CI = 23 + 35,5 =58,5) se calcula como: nº de moles = masa = PM 200 g = 3,42 moles 58,5 g/mol Normalidad La Normalidad es muy útil para trabajar con soluciones de ácidos y bases. La Normalidad se define como el número de equivalentes por litro. Equivalente: es la cantidad de sustancia que produce la liberación de 1 mol de H+ si la sustancia es un ácido, o 1 mol de OH- si la sustancia en cuestión es una base o 1 mol de cargas positivas (+) o negativas (-) si se trata de una sal. siendo n = número de H+ liberados número de OH- liberados número de cargas + o – Masa de 1 Equivalente = PM (g) n Número de equivalentes = Número de moles x n Por ejemplo: ¿Cuánto pesa un equivalente de H2S04 (PM H2SO4= 98 g/mol)? Al ser un ácido diprótico, se disocia liberando 2 protones: H2S04 → SO42- + 2 H+ 4 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 Masa de 1 Equivalente de H2S04 =PM (g) = 98 g/mol = 49 g/eq n 2 eq/mol Como la normalidad nos dice el número de equivalentes por litro, el producto de la Normalidad por el volumen nos da el número de equivalentes de soluto contenidos en ese volumen, es decir: Número de equivalentes = N x V (en litros) La Normalidad (N) está relacionada con la Molaridad (M) de la siguiente manera: N= nº de equivalentes y litro M = nº de moles litro pero sabemos que nº de equivalentes= n x nº de moles, siendo n el nº de protones u oxhidrilos liberados, entonces: nº de equivalentes = n x nº de moles litro litro N= n x M Osmolaridad Es una forma útil de expresar la concentración de líquidos biológicos, como el plasma. Definimos en forma práctica al osmol como la cantidad de sustancia que en solución origina 1 mol de partículas osmóticamente activas. Una definición más estricta es: la masa de sustancia que disuelta en 1000 g de agua produce una disminución del punto de fusión de 1,86 ºC y eleva el punto de ebullición en 0,54 ºC. En la práctica, el número de osmoles se calcula como el número de moles de moléculas por el número de partículas que cada molécula puede dar en solución. Osm = nº de osmoles litro y M = nº de moles litro pero sabemos que nº de osmoles= i x nº de moles, siendo i el nº de partículas osmóticamente activadas liberadas, entonces: 5 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 nº de osmoles = i x nº de moles litro litro Osm = i x M Por ejemplo, en el caso del NaCI, cuando se disuelve en agua, se obtienen un iónNa+ y un ión Cl- por molécula disuelta, por lo tanto, son 2 partículas osmóticamente activas (i=2), entonces una solución 1 M de cloruro de sodio es 2 Osm. NaCI→ Na+ + CI- Osm = 2 osmoles mol i=2 x 1 mol = 2 osmoles litro litro Es importante tener en cuenta, que en el caso de las sustancias que no se disocian, como la glucosa, la osmolaridad de soluciones de esos solutos será igual a la molaridad, Osm = M, porque cada molécula se considera como una única partícula osmóticamente activa. Siendo en estos casos i = 1. PROBLEMA TIPO: EJERCICIO Nº 18 Soluciones, concentración. ¿Cuántos gramos, moles, osmoles y equivalentes gramo de Mg(OH)2 (hidróxido de magnesio, PM 58,5g/mol) están contenidos en 2 litros de solución 0,1 M? Resolución: Datos: 2 litros de solución 0,1 M, PM 58,5 g/mol Número de moles 1 M__________58,5 g/litro 0,1 M________ 5,85 g/litro 1 litro _________5,85 g 2 litros ________ 11,7 g 58,5 g ________ 1mol 11,7 g ________ 0,2 moles Número de osmoles Número de moles x i, siendo i = número partículas osmóticas liberadas = 3 en este caso. 0,2 x 3= 0,6 osmoles 6 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 Equivalentes gramo Número de moles x n, siendo n= número de protones u oxidrilos liberados = 2 en este caso. 0,2 x 2 = 0,4 equivalentes gramo DILUCIÓN DE SOLUCIONES En el laboratorio, las soluciones de trabajo se preparan generalmente de una de las siguientes maneras: 1- pesando el/los soluto/s y llevando a volumen con el solvente necesario 2- a partir de una solución más concentrada (denominada solución madre), la cual se diluye hasta obtener la concentración deseada. La dilución de una solución implica agregar a una alícuota de la solución madre una determinada cantidad de solvente (generalmente agua), de forma tal que la misma cantidad de soluto inicial ahora está presente en una mayor cantidad de agua dando como consecuencia una solución de concentración menor. Por otro lado, también se puede diluir una solución madre con una solución que contenga los mismos componentes pero que tenga una concentración menor. La solución resultante de la mezcla tendrá una concentración intermedia entre la solución madre y la de menor concentración. Dilución con solvente Por regla general el procedimiento consiste en agregar una cantidad determinada de agua a una alícuota de la solución madre hasta obtener una solución diluida. El concepto importante en este caso es que solo se realiza una dilución con solvente, el soluto solo proviene de la alícuota de la solución inicial, por lo tanto, se cumple: 7 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 masa soluto inicial = masa soluto final o bien nº moles soluto iniciales = nº moles soluto final Se utiliza para ello la siguiente fórmula: Vi x Ci = Vf x Cf donde Vi y Vf son los volúmenes iniciales y finales y Ci y Cf son las concentraciones iniciales y finales respectivamente. ATENCION: Se deben respetar las mismas unidades de uno y otro lado de la igualdad. Ejemplo Para preparar 600 ml de una solución 1 M a partir de una solución 3 M se deberá tomar una alícuota de la solución madre y agregarle agua hasta tener 600 ml de una solución 1 M. El problema consiste en averiguar: 1) ¿qué cantidad de la solución madre hay que tomar? 2) ¿cuánta agua hay que agregar? 1) Según la ecuación Vi x 3 M =0,6 l x 1 M Despejando Vi =0,6 l x 1 M = 0,2 l 3M o bien 200 ml 8 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 Por lo tanto, para preparar 0,6 litros de la solución diluida se debe partir de 0,2 litros de la solución madre y, consecuentemente, para llevar a 0,6 litros de solución habrá que agregar 0,4 litros de agua. En este ejemplo, la concentración de la solución final es un tercio de la solución madre, por lo que se dice que se realizó una dilución al 1/3: un volumen de la solución madre en 3 volúmenes de la solución final. También se dice que se trata de una dilución 1 + 2, es decir un volumen de la solución madre más dos volúmenes de agua. Dilución por mezcla de dos o más soluciones En el caso de la mezcla de dos soluciones se debe tener en cuente que las masas de los solutos son aditivas: la masa de soluto final es igual a la suma de la masa de soluto de la alícuota de la solución 1 + la masa de soluto de la alícuota de la solución 2. masa sto sc1 + masa sto sc2 = masa sto final o bien nº moles sto sc1 + nº moles sto sc2 = nº moles sto final Se utiliza para ello la siguiente fórmula: V1 x C1 + V2 x C2 = Vf x Cf donde V1 y V2 son los volúmenes de las alícuotas de las soluciones iniciales, C1 y C2 son las concentraciones de las soluciones iniciales y Vi y Cf son el volumen y concentración finales respectivamente. ATENCION: Se deben respetar las mismas unidades de uno y otro lado de la igualdad. 9 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 Además, hay que considerar siempre que los volúmenes son aditivos (NO así las concentraciones), esto significa: V1 + V2 = Vf En el caso de usar tres o más soluciones iniciales, que contengan el mismo soluto, para preparar una solución final se utiliza la misma fórmula teniendo en cuenta todas las soluciones iniciales. Como también en el caso de adicionar solvente a la mezcla de las soluciones, tenemos que considerarlo en el volumen final. PROBLEMAS TIPO: EJERCICIOS 28 Y 29 28- Dilución con solvente Se tienen 20 ml de solución 2 M de Na2SO4 (PM=142 g/mol). ¿Hasta qué volumen se debe diluir para obtener una solución 1 % P/V? Resolución: Averiguar la concentración molar de la solución resultante (1% P/V) 100 ml__________1 g 1000 ml_________10 g 142 g___________ 1 mol 10 g ____________0,07042 moles entonces la solución es 0,07042M Vi x Ci = Vf x Cf El volumen final es nuestra incógnita, por lo tanto, despejando Vf Vf = 20 ml x 2M/ 0,07042 M= 568 ml 29- Mezcla de soluciones Se mezclan 20 ml de solución 0,4 M de NaOH con 80 ml de solución 0,2 M del mismo soluto. Considerando volúmenes aditivos, ¿cuál es la molaridad de la solución resultante? Datos: solución A: 20 ml solución 0,4 M NaOH solución B: 80 ml solución 0,2 M NaOH Averiguar el número de moles en cada una de las soluciones 10 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 A 1000 ml____________0,4 moles 20 ml____________0,008 moles B 1000 ml___________ 0,2 moles 80 ml ____________ 0,016 moles En la solución resultante, el número de moles de soluto es la sumatoria de moles de cada solución (A+B) 0,008 moles en la solución A + 0,016 moles en la solución B = 0,024 moles Volumen de la solución resultante: 20 ml + 80 ml= 100 ml Averiguar la concentración molar de la solución final: 100 ml_____________0,024 moles 1000ml____________0,24 moles, o sea que es una solución 0,24 M EJERCITACIÓN 1) Se emplearon 77 g de solvente para disolver 3 g de soluto. ¿Cuál es la concentración de soluto expresada en % P/P? (Rta: 3,75 % P/P) 2) Se mezclan 130 g de una sal con 370 g de agua. Calcular: a. % P/P, b. % P/Psv, c. % P/Vsv (Rta: a. 26 %, b. 35,13 %, 35,13 %) 3) ¿Qué masa de solvente es necesaria para preparar una solución de 25 % P/P si dispones de 25 g de soluto? ¿Y con 100 g de soluto? (Rta: a. 75 g, b. 300 g) 4) Una solución acuosa de Na2SO4 es 5 % P/P. Calcular en qué masa de solvente están disueltos 15 g de soluto. (Rta: 285 g de solvente) 5) Se preparó una solución disolviendo 15 g de soluto en 265 g de solvente ¿Qué masa de solución debe tomarse para obtener 5 g de soluto? (Rta: 93,3 g de solución) 6) El ketorolac es un antiinflamatorio no esteroideo cuya concentración en ampolla es 30mg/ml. a) Si cada ampolla contiene 1,5 ml de solución, ¿qué masa de soluto estaría contenida en 5 ampollas?, b) ¿Qué volumen de la ampolla deberá administrarse a un paciente al que se le indica una única dosis de 40 mg por vía im? (Rta: a) 225 mg; b) 1,3 ml). 7) El amoxidal pediátrico se comercializa liofilizado (en polvo), debiéndose diluir adecuadamente en agua estéril. a) Si el frasco presenta 30g del antibiótico, qué volumen de solvente debe agregarse para obtener una solución final de 250mg/5ml. b) Si un niño debe recibir 150mg en 3 dosis diarias, ¿qué volumen deberá ingerir en cada dosis? ¿Cuál será el volumen de antibiótico consumido luego de 24 horas? (Rta: a) 600 ml; b) 3ml y consume por dia 9 ml). 11 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 8) Un paciente requiere la administración subcutánea de 90 mg de un medicamento cada 12 horas. Se dispone de dicho medicamente en una solución de 15mg/0,1ml. ¿Qué volumen de líquido debe cargar en la jeringa el enfermero para conseguir los mg requeridos? (Rta: 0,6 ml). 9) La dosis recomendada de paracetamol es 15 mg por kg de peso corporal, cada 6 horas. Si la concentración del jarabe es 120 mg / 5 ml. ¿Cuántos ml de jarabe debe darse a un niño de 20 kg? (Rta: 12,5ml) 10) La dexametasona fosfato se comercializa en ampollas cuya concentración es 7,2 mg/1,8 ml. Se indica que un paciente debe recibir una dosis inicial de 4 mg, ¿qué volumen debe aplicarse? (Rta: 1 ml) 11) ¿Cuántos ml de etanol (soluto) deben agregarse a 200 ml de metanol para obtener una solución 10 % V/V. (Rta: 22,2 ml). 12) La ciprofloxaxina se comercializa en ampollas cuya concentración es 100mg/10ml. Exprese la concentración de cada ampolla en mg%, g% y M (PM de la droga 331,35g/mol) (Rta: 1000mg%, 1g%, 0,03M) 13) Si se tiene 2 litros de una solución 0,5 M: a. se tiene 10 moles de soluto b. se tienen 0,1 moles de soluto c. se tiene igual cantidad de moles que en 0,5 litros de solución 0,2 M d. se tiene 1 mol de soluto (Rta: d) 14) Si se disuelven 0,6 moles de soluto en 6 litros de solución ¿Cuál es la molaridad de la solución? (Rta: 0,1 M) 15) ¿Qué masa de soluto se necesita para preparar 1 litro de solución 0,2 M de NaCl (PM NaCl 58,5 g/mol). (Rta: 11,7 g) 16) ¿Cuál es la molaridad de una solución acuosa que contiene 10,6 g de Na2SO4 en 100 ml de solución? (PM Na2SO4: 142g/mol). (Rta 0,75 M) 17) Calcular la M, N y Osm de una solución de NaOH que contiene 4 g de soluto por litro de solución (PM NaOH: 40 g/mol). (Rta: 0,1 M; 0,1 N; 0,2 Osm) 18) ¿Cuántos gramos, moles, osmoles y equivalentes gramo de Mg(OH)2 están contenidos en 2 litros de solución 0,1 M? (PM Mg(OH)2 58,5 g/mol) (Rta: 11,7 g; 0,2 moles; 0,6 osmoles; 0,4 eq gramo) 19) La concentración de una solución acuosa 2 M de KNO3 es equivalente a: a. 20 % P/V y 4 N b. 15 % P/V y 4 Osm c. 4 N y 2 Osm d. 2 N y 4 Osm (Rta: d) 20) ¿Cuál de estas soluciones de HCl es la más concentrada (PM HCl 36,5 g/mol) . (Rta: d) a. 0,0001 M b. 0,3 g soluto/1 litro de solución c. 0,029 g soluto/100 ml solución d. 0,16 g soluto/250 ml solución 12 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 21) Para una solución de NaOH 0,4 N (PM NaOH 40 g/mol) Calcular a. eq gramo de soluto en 2 l de solución b. gramos de soluto en 0,6 l de solución c. volumen de solución que contiene 0,3 eq gramo de soluto d. volumen de solución que contiene 4,6 g de soluto (Rta: 0,8 eq gramo; 9,6 g soluto; 750 ml; 287,5 ml) 22) ¿Cuántos g de soluto se necesitan para preparar 20 ml de solución 5 % P/V? ¿Qué M y Osm tiene la solución obtenida si el soluto es NaCl (PM NaCl 58,5 g/mol) (Rta: 1g; 855 mM; 1,710 Osm) 23) Una solución de H2SO4 contiene 98 g de soluto en 2000 ml de solución. Expresar la concentración en M, N y Osm (PM H2SO4 98 g/mol) (Rta: 0,5 M; 1N, 1,5 Osm) 24) La muestra de orina de un paciente tiene una densidad de 1,02 g/ml. ¿Cuántos g de orina eliminó dicha persona en un día durante el que excretó 1250 ml de orina? (Rta: 1275 g) 25) Se disponen de 750 ml de una solución 3 Osm de H2SO4. (PM 98 g/mol) ¿Qué volumen de esa solución se necesitan para preparar: a. 100 ml de solución 0,05M b. 80 ml de solución 0,8 N c. 130 ml de solución al 2,5 % P/P, cuya densidad es 1,8 g/ml? (Rta: a. 5 ml; b. 32 ml; c. 59,7 ml) 26) Se dispone de 80 ml de solución 3 M de KOH. Si se agregan 40 ml de agua, ¿cuál es la nueva concentración de la solución en a. M b. N c. %P/V (PM KOH 56,1 g/mol)? (Rta: a. 2 M; b. 2 N; c. 11,2 % P/V) 27) Se tienen 20 ml de solución 2 M de Na2SO4. ¿Hasta qué volumen se debe diluir para obtener una solución 1 % P/V? (PM Na2SO4 142g/mol). (Rta:568 ml) 28) Se mezclan 20 ml de solución 0,4 M de NaOH con 80 ml de solución 0,2 M del mismo soluto. Considerando volúmenes aditivos, ¿cuál es la molaridad de la solución resultante? (Rta: 0,24 M) 29) Se mezclan 50 ml de una solución acuosa de NaCl 20 g/l y 100 ml de otra solución del mismo soluto, pero de una concentración 30 g/l. Una vez mezcladas ambas soluciones: a. obtengo 1 g de soluto al tomar 50 ml de solución b. obtengo 2 g de soluto al tomar 75 ml de la solución c. la concentración de la solución final es de 25 g/l (Rta: b) 30) Para preparar 520 ml de una solución acuosa 0,1 N de ácido sulfúrico (PM H2SO4 98 g/mol) necesito la siguiente cantidad de soluto: a. 10,2 g b. 5,1 g c. 2,5 g (Rta: c) 13 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 31) ¿Para preparar 1 litro de una solución de ácido clorhídrico 5M, qué volumen de ácido clorhídrico concentrado 12 M debo diluir con agua: a. 417 ml de HCl 12 M b. 2400 ml de HCl 5 M c. no puede hacerse sin concentrarse (Rta: a) 32) Se tienen 20 ml de una solución acuosa con alcohol al 40% V/V. Si añadimos 60 ml de agua pura, la concentración de la nueva solución es: a. 13,3 % V/V b. 10 % V/V c. 17,5 % V/V (Rta: b) 33) 72 g de ácido acético (PM CH3COOH 60,1 g/mol) se disuelven en600 cm3 de agua. A 100 cm3 de esa solución se le agrega primero 200 cm 3 de otra solución del mismo soluto, pero 4 M y después 200 cm3 de agua. ¿Cuál será la molaridad de esta última solución? a. 2 M b. 1 M c. 2,5 M (Rta: a) 34) A un enfermo hay que inyectarle 15 g de KCl (PM 74,5 g/mol) y 126 g de glucosa (PM 180g/mol). ¿Cuánta agua habrá que añadirles para que resulte un suero 0,4 osmolar? a. 1 litro b. 2,25 litros c. 0,45 litros d. 2,75 l (Rta: d) 35) Para preparar 2 litros de HCl 0,4 M (PM HCl 36,5 g/mol) partiendo de una solución de HCl de 28 % P/P y de 1,15 g/ml de densidad se necesitan: a. 90,7 ml de la solución 28 % P/P b. 46 ml de la solución 28 % P/P c. 104,3 ml de la solución 28 % P/P (Rta: a) 36) ¿Cuántos miliequivalentes de H2SO4 y cuántos gramos de este ácido contienen 23,5 ml de una solución 0,85 M de ácido sulfúrico? a. 39,95 meq y 1,96 g b. 39,95 meq y 3,91 g c. 19,97 meq y 0,98 g (Rta: a) 37) Reposición endovenosa de Sodio Un paciente varón de 65 años de edad que pesa 80 kg, presenta una concentración de sodio en sangre (natremia) de 112 meq/l (valor normal: 135 – 145 meq/l). Se decide tratarlo con el objetivo de que alcance una natremia de 120 meq/l. Para esto, se deberá infundir por vía intravenosa una solución de cloruro de sodio de concentración 3% P/V. Datos: Para calcular el volumen de líquido (o Agua Corporal Total) en este paciente, se debe dividir su peso al medio: ACT = 80 kg x 0,5 l/kg = 40 l. PM NaCl = 58,5 g/mol a) ¿Cuál es la concentración expresada en meq/l de la solución a infundir? b) ¿Qué volumen de dicha solución será necesario infundir al paciente? 14 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HUMANA CÁTEDRA 1 - QUÍMICA BIOLÓGICA - CICLO LECTIVO 2024 Resolución a) NaCl 3% = 100 ml de solución ________ 3g de NaCl 1000 ml de solución _______ 30g de NaCl 58,5 g NaCl _______ 1 mol 30g NaCl _________ X= 0,513 mol Hay 0,513 moles de NaCl en 1000 ml de solución = 0,513 M En solución:NaCl Na+ + Cl- Por lo tanto: n=1 y N = M x n Entonces: hay 0,513 equivalentes de NaCl en 1000 ml de solución = 0,513 N Rta: 513 meq/L b) Se puede pensar como un ejercicio de mezcla de soluciones, donde el plasma del paciente sería una solución que se mezcla con otra para llegar a un estado final. V1 x C1 + V2 x C2 = Vf x Cf Reemplazando: 40 l x 112 meq/l + 𝑉2 x 513meq/l = Vfx 120meq/l Como sabemos que los volúmenes son aditivos, entonces: 40 l x 112 meq/l + 𝑉2 x 513meq/L = (40 l + 𝑉2 )x 120meq/l Queda entonces una ecuación con una sola incógnita. No es el objetivo de esta guía demostrar la solución de la ecuación, pero sí demostrar que es la base del pensamiento para el manejo de los desbalances hidroelectrolíticos. Si se despeja 𝑉2 , se llega al siguiente resultado: 0,81L 15