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3.E : Composition des substances et des solutions (exercices)

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    3.1 : La masse de la formule et le concept de taupe

    Quelle est la masse totale (amu) de carbone dans chacune des molécules suivantes ?

    1. a) CH 4
    2. b) ChCl 3
    3. (c) C 12 H 10 O 6
    4. d) CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3

    a) 12,01 amu ; b) 12,01 amu ; c) 144,12 amu ; d) 60,05 amu

    Quelle est la masse totale d'hydrogène dans chacune des molécules ?

    1. a) CH 4
    2. b) ChCl 3
    3. (c) C 12 H 10 O 6
    4. d) CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3

    Calculez la masse moléculaire ou la masse de la formule de chacun des éléments suivants :

    a) P 4

    (b) H 2 O

    c) Ca (NO 32)

    d) CH 3 CO 2 H (acide acétique)

    e) C 12 H 22 O 11 (saccharose, sucre de canne).

    a) 123 896 amu ; b) 18 015 amu ; c) 164 086 amu ; d) 60,052 amu ; e) 342 297 amu

    Déterminer la masse moléculaire des composés suivants :

    (a)

    Une structure est présentée. Un atome C est lié à deux atomes C l et forme une double liaison avec un atome O.

    (b)

    Une structure est présentée. Deux atomes de carbone forment une triple liaison l'un avec l'autre. Chaque atome C forme également une liaison unique avec un atome H.

    (c)

    Une structure est présentée. Deux atomes de C forment des liaisons doubles entre eux. Chaque atome C forme également une liaison unique avec un atome H et un atome B r.

    (d)

    Une structure est présentée. Un atome S forme des doubles liaisons avec deux atomes O. L'atome S forme également une liaison simple avec un atome O qui forme une liaison simple avec un atome H. L'atome S forme également une liaison simple avec un autre atome O qui forme une liaison simple avec un autre atome H.

    Déterminer la masse moléculaire des composés suivants :

    (a)

    Une structure est présentée. Deux atomes de C forment des liaisons doubles entre eux. L'atome C sur la gauche forme une liaison unique avec deux atomes H chacun. L'atome C de droite forme une liaison simple avec un atome H et avec un groupe C H indice 2 C H indice 3.

    (b)

    Une structure est présentée. Il existe un atome C qui forme des liaisons simples avec trois atomes de H chacune. Cet atome de C est lié à un autre atome de C. Ce deuxième atome de C forme une triple liaison avec un autre atome de C qui forme une liaison simple avec un quatrième atome de C. Le quatrième atome de C forme des liaisons simples de trois atomes de H chacune.

    (c)

    Une structure est présentée. Un atome S i forme une liaison simple avec un atome C l, une liaison simple avec un atome C l, une liaison simple avec un atome H et une liaison simple avec un autre atome S i. Le second atome S i forme une liaison simple avec un atome C l, une liaison simple avec un atome C l et une liaison simple avec un atome H.

    (d)

    Une structure est présentée. Un atome P forme une double liaison avec un atome O. Il forme également une liaison simple avec un atome O qui forme une liaison simple avec un atome H. Il forme également une liaison simple avec un autre atome O qui forme une liaison simple avec un atome H. Il forme également une liaison simple avec un autre atome O qui forme une liaison simple avec un atome H.

    1. a) 56,107 amu ;
    2. b) 54,091 amu ;
    3. c) 199,9976 amu ;
    4. (d) 97,9950 amu

    Quelle molécule a une masse moléculaire de 28,05 amu ?

    (a)

    Une structure est présentée. Un atome de C forme une triple liaison avec un autre atome de C. Chaque atome C forme également une liaison unique avec un atome H.

    (b)

    Une structure est présentée. Deux atomes de carbone forment une double liaison l'un avec l'autre. Chaque atome C forme également une liaison unique avec deux atomes H.

    (c)

    Une structure est présentée. Un atome de C forme une liaison simple avec trois atomes H chacun et avec un autre atome de C. Le deuxième atome C forme également une liaison unique avec trois atomes de H chacun.

    Écrivez une phrase qui décrit comment déterminer le nombre de moles d'un composé dans une masse connue du composé si nous connaissons sa formule moléculaire.

    Utilisez la formule moléculaire pour déterminer la masse molaire ; pour obtenir le nombre de moles, divisez la masse du composé par la masse molaire du composé exprimée en grammes.

    Comparez 1 mole de H 2, 1 mole d'O 2 et 1 mole de F 2.

    1. (a) Lequel possède le plus grand nombre de molécules ? Expliquez pourquoi.
    2. (b) Lequel a la masse la plus élevée ? Expliquez pourquoi.

    Lequel contient la plus grande masse d'oxygène : 0,75 mol d'éthanol (C 2 H 5 OH), 0,60 mol d'acide formique (HCO 2 H) ou 1,0 mol d'eau (H 2 O) ? Expliquez pourquoi.

    Acide formique. Sa formule contient deux fois plus d'atomes d'oxygène que les deux autres composés (un chacun). Ainsi, 0,60 mol d'acide formique équivaudrait à 1,20 mol d'un composé contenant un seul atome d'oxygène.

    Lequel contient le plus grand nombre de moles d'atomes d'oxygène : 1 mol d'éthanol (C 2 H 5 OH), 1 mol d'acide formique (HCO 2 H) ou 1 mol d'eau (H 2 O) ? Expliquez pourquoi.

    En quoi la masse moléculaire et la masse molaire d'un composé sont-elles similaires et en quoi sont-elles différentes ?

    Les deux masses ont la même valeur numérique, mais les unités sont différentes : la masse moléculaire est la masse d'une molécule tandis que la masse molaire est la masse de 6,022 × 10 23 molécules.

    Calculez la masse molaire de chacun des composés suivants :

    1. a) fluorure d'hydrogène, HF
    2. b) ammoniac, NH 3
    3. (c) acide nitrique, HNO 3
    4. (d) sulfate d'argent, Ag 2 SO 4
    5. (e) acide borique, B (OH) 3

    Calculez la masse molaire de chacun des éléments suivants :

    1. (a) S 8
    2. (b) C 5 H 12
    3. c) SC 2 (SO 43)
    4. d) CH 3 COCH 3 (acétone)
    5. (e) C 6 H 12 O 6 (glucose)

    (a) 256,528 g/mol ; (b) 72,150 g mol -1 ; (c) 378,103 g mol −1 ; (d) 58,080 g mol −1 ; (e) 180,158 g mol −1

    Calculez la masse de formule empirique ou moléculaire et la masse molaire de chacun des minéraux suivants :

    1. a) calcaire, CaCO 3
    2. (b) halite, NaCl
    3. (c) béryl, Be 3 Al 2 Si 6 O 18
    4. (d) malachite, Cu 2 (OH) 2 CO 3
    5. (e) turquoise, CuAl 6 (PO 44) (OH) 8 (H 2 O 4)

    Calculez la masse molaire de chacun des éléments suivants :

    1. a) l'halothane anesthésique, C 2 HBrClf 3
    2. b) l'herbicide paraquat, C 12 H 14 N 2 Cl 2
    3. (c) caféine, C 8 H 10 N 4 O 2
    4. (d) urée, CO (NH 2) 2
    5. (e) un savon typique, C 17 H 35 CO 2 Na

    (a) 197,382 g mol -1 ; (b) 257,163 g mol -1 ; (c) 194,193 g mol −1 ; (d) 60,056 g mol −1 ; (e) 306,464 g mol −1

    Déterminez le nombre de moles du composé et le nombre de moles de chaque type d'atome dans chacun des éléments suivants :

    1. a) 25,0 g de propylène, C 3 H 6
    2. (b) 3,06 × 10 −3 g d'acide aminé glycine, C 2 H 5 NO 2
    3. c) 25 livres de l'herbicide Treflan, C 13 H 16 N 2 O 4 F (1 lb = 454 g)
    4. d) 0,125 kg de l'insecticide Paris Green, Cu 4 (AsO 3) 2 (CH 3 CO 2) 2
    5. (e) 325 mg d'aspirine, C 6 H 4 (CO 2 H) (CO 2 CH 3)

    Déterminez la masse de chacun des éléments suivants :

    1. a) 0,0146 mol de KOH
    2. (b) 10,2 mol d'éthane, C 2 H 6
    3. (c) 1,6 × 10 -3 mol Na 2 SO 4
    4. (d) 6 854 × 10 3 mol de glucose, C 6 H 12 O 6
    5. (e) 2,86 mol de Co (NH 3) 6 Cl 3
    1. a) 0,819 g ;
    2. b) 307 g ;
    3. c) 0,23 g ;
    4. d) 1,235 × 10 6 g (1 235 kg) ;
    5. (e) 765 g

    Déterminez le nombre de moles du composé et déterminez le nombre de moles de chaque type d'atome dans chacun des éléments suivants :

    1. a) 2,12 g de bromure de potassium, KBr
    2. (b) 0,1488 g d'acide phosphorique, H 3 PO 4
    3. c) 23 kg de carbonate de calcium, CaCO 3
    4. d) 78,452 g de sulfate d'aluminium, Al 2 (SO 4) 3
    5. (e) 0,1250 mg de caféine, C 8 H 10 N 4 O 2

    Déterminez la masse de chacun des éléments suivants :

    1. a) 2,345 mol de LiCl
    2. (b) 0,0872 mol d'acétylène, C 2 H 2
    3. (c) 3,3 × 10 −2 mol Na 2 CO 3
    4. (d) 1,23 × 10 3 mol de fructose, C 6 H 12 O 6
    5. (e) 0,5758 mol de FeSO 4 (H 2 O 7)
    1. a) 99,41 g ;
    2. b) 2,27 g ;
    3. c) 3,5 g ;
    4. d) 222 kg ;
    5. (e) 160,1 g

    L'apport alimentaire quotidien minimum approximatif en leucine, C 6 H 13 NO 2, est de 1,1 g. Quel est cet apport en taupes ?

    Déterminez la masse en grammes de chacun des éléments suivants :

    1. (a) 0,000 mol d'atomes d'oxygène
    2. (b) 0,000 mol de molécules d'oxygène, O 2
    3. (c) 0,000 mol de molécules d'ozone, O 3

    a) 9,60 g ; b) 19,2 g ; c) 28,8 g

    Une femme de 55 kg a 7,5 × 10 -3 mol d'hémoglobine (masse molaire = 64 456 g/mol) dans le sang. De combien de molécules d'hémoglobine s'agit-il ? Quelle est cette quantité en grammes ?

    Déterminez le nombre d'atomes et la masse de zirconium, de silicium et d'oxygène présents dans 0,3384 mol de zircone, ZrSiO 4, une pierre semi-précieuse.

    zirconium : 2,038 × 10 23 atomes ; 30,87 g ; silicium : 2,038 × 10 23 atomes ; 9,504 g ; oxygène : 8,151 × 10 23 atomes ; 21,66 g

    Déterminez lequel des éléments suivants contient la plus grande masse d'hydrogène : 1 mol de CH 4, 0,6 mol de C 6 H 6 ou 0,4 mol de C 3 H 8.

    Déterminez lequel des produits suivants contient la plus grande masse d'aluminium : 122 g d'AlPO 4, 266 g d'Al 2 Cl 6 ou 225 g d'Al 2 S 3.

    LaPO 4 : 1 000 ml

    Al 2 Cl 6 : 1,994 mol

    Al 2 S 3 : 3,00 mol

    Le diamant est une forme de carbone élémentaire. Une bague de fiançailles contient un diamant pesant 1,25 carat (1 carat = 200 mg). Combien d'atomes sont présents dans le diamant ?

    Le diamant Cullinan était le plus gros diamant naturel jamais découvert (25 janvier 1905). Il pesait 3104 carats (1 carat = 200 mg). Combien d'atomes de carbone étaient présents dans la pierre ?

    3,113 × 10 25 atomes de carbone

    Une portion de 55 grammes d'une céréale donnée fournit 270 mg de sodium, soit 11 % de l'apport journalier recommandé. Combien de moles et d'atomes de sodium se trouvent dans l'apport journalier recommandé ?

    Certaines céréales croquantes aux noix contiennent 11,0 grammes de sucre (saccharose, C 12 H 22 O 11) par portion de 60,0 grammes. Combien de portions de cette céréale faut-il consommer pour consommer 0,0278 mole de sucre ?

    0,865 portions, soit environ 1 portion.

    Un tube de dentifrice contient 0,76 g de monofluorophosphate de sodium (Na 2 PO 3 F) dans 100 ml.

    1. Quelle masse d'atomes de fluor en mg était présente ?
    2. Combien d'atomes de fluor étaient présents ?

    Lequel des énoncés suivants représente le plus petit nombre de molécules ?

    1. 20,0 g de H 2 O (18,02 g/mol)
    2. 77,0 g de CH 4 (16,06 g/mol)
    3. 68,0 g de CaH 2 (42,09 g/mol)
    4. 100,0 g de N 2 O (44,02 g/mol)
    5. 84,0 g de HF (20,01 g/mol)

    20,0 g de H 2 O représente le plus petit nombre de molécules puisqu'il possède le moins de moles.

    3.2 : Déterminer des formules empiriques et moléculaires

    De quelles informations avons-nous besoin pour déterminer la formule moléculaire d'un composé à partir de la formule empirique ?

    Calculez les chiffres suivants pour obtenir quatre chiffres significatifs :

    1. a) la composition en pourcentage de l'ammoniac, NH 3
    2. (b) la composition en pourcentage de l' « hypo » photographique, Na 2 S 2 O 3
    3. (c) le pourcentage d'ions calcium dans le Ca 3 (PO 4) 2

    (a) % N = 82,24 %

    % H = 17,76 % ;

    (b) % Na = 29,08 %

    % S = 40,56 %

    % O = 30,36 % ;

    (c) % Ca 2+ = 38,76 %

    Déterminez les quatre chiffres significatifs suivants :

    1. la composition en pourcentage de l'acide hydrazoïque, HN 3
    2. la composition en pourcentage du TNT, C 6 H 2 (CH 3) (NO 2) 3
    3. le pourcentage de SO 4 2— dans Al 2 (SO 4) 3

    Déterminer le pourcentage d'ammoniac, NH 3, dans le Co (NH 3) 6 Cl 3, à trois chiffres significatifs.

    % NH 3 = 38,2 %

    Déterminez le pourcentage d'eau dans le CuSO 4 ∙5H 2 O à trois chiffres significatifs.

    Déterminer les formules empiriques pour les composés ayant les compositions en pourcentage suivantes :

    a) 15,8 % de carbone et 84,2 % de soufre

    (b) 40,0 % de carbone, 6,7 % d'hydrogène et 53,3 % d'oxygène

    a) CS 2

    (b) CH 2 O

    Déterminer les formules empiriques pour les composés ayant les compositions en pourcentage suivantes :

    a) 43,6 % de phosphore et 56,4 % d'oxygène

    (b) 28,7 % K, 1,5 % H, 22,8 % P et 47,0 % O

    Un composé de carbone et d'hydrogène contient 92,3 % de C et a une masse molaire de 78,1 g/mol. Quelle est sa formule moléculaire ?

    C 6 H 6

    Le dichloroéthane, un composé souvent utilisé pour le nettoyage à sec, contient du carbone, de l'hydrogène et du chlore. Il a une masse molaire de 99 g/mol. L'analyse d'un échantillon montre qu'il contient 24,3 % de carbone et 4,1 % d'hydrogène. Quelle est sa formule moléculaire ?

    Déterminer la formule empirique et moléculaire de l'amiante chrysotile. La composition en pourcentage du chrysotile est la suivante : 28,03 % de Mg, 21,60 % de Si, 1,16 % de H et 49,21 % d'O. La masse molaire du chrysotile est de 520,8 g/mol.

    Mg 3 Si 2 H 3 O 8 (formule empirique), Mg 6 Si 4 H 6 O 16 (formule moléculaire)

    Les polymères sont de grosses molécules composées d'unités simples répétées plusieurs fois. Ils ont donc souvent des formules empiriques relativement simples. Calculer les formules empiriques des polymères suivants :

    1. Lucite (plexiglas) ; 59,9 % C, 8,06 % H, 32,0 % O
    2. Saran ; 24,8 % C, 2,0 % H, 73,1 % Cl
    3. polyéthylène ; 86 % C, 14 % H
    4. polystyrène ; 92,3 % C, 7,7 % H
    5. Orlon ; 67,9 % C, 5,70 % H, 26,4 % N

    Un important fabricant de teintures textiles a développé un nouveau colorant jaune. Le colorant a une composition en pourcentage de 75,95 % de C, 17,72 % de N et 6,33 % de H en masse avec une masse molaire d'environ 240 g/mol. Déterminez la formule moléculaire du colorant.

    C 15 H 15 N 3

    3.3 : Molarité

    Des questions

    Expliquez ce qui change et ce qui reste le même lorsque 1,00 L d'une solution de NaCl est dilué à 1,80 L.

    De quelles informations avons-nous besoin pour calculer la molarité d'une solution d'acide sulfurique ?

    Nous devons connaître le nombre de moles d'acide sulfurique dissoutes dans la solution et le volume de la solution.

    Qu'est-ce que cela signifie lorsqu'on dit qu'un échantillon de 200 ml et un échantillon de 400 ml d'une solution de sel ont la même molarité ? En quoi les deux échantillons sont-ils identiques ? En quoi ces deux échantillons sont-ils différents ?

    Déterminez la molarité pour chacune des solutions suivantes :

    1. 0,444 mol de CoCl 2 dans 0,654 L de solution
    2. 98,0 g d'acide phosphorique, H 3 PO 4, dans 1,00 L de solution
    3. 0,2074 g d'hydroxyde de calcium, Ca (OH) 2, dans 40,00 ml de solution
    4. 10,5 kg de Na 2 SO 4 ·10H 2 O dans 18,60 L de solution
    5. 7,0 × 10 -3 mol de I 2 dans 100,0 ml de solution
    6. 1,8 × 10 4 mg de HCl dans 0,075 L de solution
    1. a) 0,679 M ;
    2. b) 1,00 M ;
    3. c) 0,06998 M ;
    4. d) 1,75 M ;
    5. e) 0,070 M ;
    6. (f) 6,6 millions de dollars

    Déterminez la molarité de chacune des solutions suivantes :

    1. 1,457 mol de KCl dans 1 500 L de solution
    2. 0,515 g de H 2 SO 4 dans 1,00 L de solution
    3. 20,54 g d'Al (NO 3) 3 dans 1575 ml de solution
    4. 2,76 kg de CuSO 4 ·5H 2 O dans 1,45 L de solution
    5. 0,005653 mol de Br 2 dans 10,00 ml de solution
    6. 0,000889 g de glycine, C 2 H 5 NO 2, dans 1,05 ml de solution

    Réponses :

    a.) 0,9713 M

    b.) 5,25 x 10 -3 M

    c.) 6,122 x 10 -2 M

    d) 7,62 Mo

    (e.) 0,5653 MB

    f.) 1,13 x 10 -2 M

    Réfléchissez à cette question : Quelle est la masse du soluté contenu dans 0,500 L de glucose à 0,30 M, C 6 H 12 O 6, utilisé pour injection intraveineuse ?

    (a) Décrivez les étapes nécessaires pour répondre à la question.

    (b) Répondez à la question.

    a) déterminer le nombre de moles de glucose dans 0,500 L de solution ; déterminer la masse molaire du glucose ; déterminer la masse de glucose à partir du nombre de moles et de sa masse molaire ; b) 27 g

    Réfléchissez à cette question : Quelle est la masse de soluté dans 200,0 L d'une solution de 1,556- M de KBr ?

    1. (a) Décrivez les étapes nécessaires pour répondre à la question.
    2. (b) Répondez à la question.

    Réponse :

    (a)

    1. Calculer en moles de KBr en multipliant la molarité par la quantité de solution (200,0 L)
    2. Trouvez la masse molaire du KBr et convertissez les moles de soluté en grammes

    (b)

    \(\dfrac{1.556\:moles\:\ce{KBr}}{1\:\cancel{L}}\times 200.0\:\cancel{L}=311.2\:moles\:\ce{KBr}\)

    \(311.2\:\cancel{moles}\:\ce{KBr}\times\dfrac{119.0\:g\:\ce{KBr}}{1\:\cancel{mole}\:\ce{KBr}}=37,030\:g\)

    37,030g; 37.03 kg

    Calculate the number of moles and the mass of the solute in each of the following solutions:

    1. (a) 2.00 L of 18.5 M H2SO4, concentrated sulfuric acid
    2. (b) 100.0 mL of 3.8 × 10−5 M NaCN, the minimum lethal concentration of sodium cyanide in blood serum
    3. (c) 5.50 L of 13.3 M H2CO, the formaldehyde used to “fix” tissue samples
    4. (d) 325 mL of 1.8 × 10−6 M FeSO4, the minimum concentration of iron sulfate detectable by taste in drinking water

    (a) 37.0 mol H2SO4;

    3.63 × 103 g H2SO4;

    (b) 3.8 × 10−6 mol NaCN;

    1.9 × 10−4 g NaCN;

    (c) 73.2 mol H2CO;

    2.20 kg H2CO;

    (d) 5.9 × 10−7 mol FeSO4;

    8.9 × 10−5 g FeSO4

    Calculate the number of moles and the mass of the solute in each of the following solutions:

    1. 325 mL of 8.23 × 10−5 M KI, a source of iodine in the diet
    2. 75.0 mL of 2.2 × 10−5 M H2SO4, a sample of acid rain
    3. 0.2500 L of 0.1135 M K2CrO4, an analytical reagent used in iron assays
    4. 10.5 L of 3.716 M (NH4)2SO4, a liquid fertilizer

    Answers:

    a. 2.67x10-5 moles KI; 4.44x10-3g KI

    b. 1.7x10-6 moles H2SO4 ; 1.6x10-4 g H2SO4

    c. 2.838x10-2 moles K2CrO4 ; 5.510g K2CrO4

    d. 39.0 moles (NH4)2SO4 ; 5,160 g (NH4)2SO4

    Consider this question: What is the molarity of KMnO4 in a solution of 0.0908 g of KMnO4 in 0.500 L of solution?

    1. (a) Outline the steps necessary to answer the question.
    2. (b) Answer the question.
    (a) Determine the molar mass of KMnO4; determine the number of moles of KMnO4 in the solution; from the number of moles and the volume of solution, determine the molarity; (b) 1.15 × 10−3 M

    Consider this question: What is the molarity of HCl if 35.23 mL of a solution of HCl contain 0.3366 g of HCl?

    1. (a) Outline the steps necessary to answer the question.
    2. (b) Answer the question.

    Answer:

    (a)

    1. Convert g of HCl to moles of HCl and convert mL of solution to L of solution
    2. Divide moles of HCl by L of solution

    (b)

    \(0.3366\:\cancel{g}\:\ce{HCl}\times\dfrac{1\:mole\:\ce{HCl}}{36.46\:\cancel{g}\:\ce{HCl}}=9.232\times10^{-3}\:moles\:\ce{HCl}\)

    \(35.23\:mL = 0.03523\:L\)

    \(\dfrac{9.232\times10^{-3}\:moles\:\ce{HCl}}{0.03523\:L}=0.2621\:M\:\ce{HCl}\)

    0.2621 M ;

    Calculate the molarity of each of the following solutions:

    (a) 0.195 g of cholesterol, C27H46O, in 0.100 L of serum, the average concentration of cholesterol in human serum

    (b) 4.25 g of NH3 in 0.500 L of solution, the concentration of NH3 in household ammonia

    (c) 1.49 kg of isopropyl alcohol, C3H7OH, in 2.50 L of solution, the concentration of isopropyl alcohol in rubbing alcohol

    (d) 0.029 g of I2 in 0.100 L of solution, the solubility of I2 in water at 20 °C

    (a) 5.04 × 10−3 M;

    (b) 0.499 M;

    (c) 9.92 M;

    (d) 1.1 × 10−3 M

    Calculate the molarity of each of the following solutions:

    1. 293 g HCl in 666 mL of solution, a concentrated HCl solution
    2. 2.026 g FeCl3 in 0.1250 L of a solution used as an unknown in general chemistry laboratories
    3. 0.001 mg Cd2+ in 0.100 L, the maximum permissible concentration of cadmium in drinking water
    4. 0.0079 g C7H5SNO3 in one ounce (29.6 mL), the concentration of saccharin in a diet soft drink.

    There is about 1.0 g of calcium, as Ca2+, in 1.0 L of milk. What is the molarity of Ca2+ in milk?

    0.025 M

    What volume of a 1.00-M Fe(NO3)3 solution can be diluted to prepare 1.00 L of a solution with a concentration of 0.250 M?

    If 0.1718 L of a 0.3556-M C3H7OH solution is diluted to a concentration of 0.1222 M, what is the volume of the resulting solution?

    0.5000 L

    If 4.12 L of a 0.850 M-H3PO4 solution is be diluted to a volume of 10.00 L, what is the concentration the resulting solution?

    What volume of a 0.33-M C12H22O11 solution can be diluted to prepare 25 mL of a solution with a concentration of 0.025 M?

    1.9 mL

    What is the concentration of the NaCl solution that results when 0.150 L of a 0.556-M solution is allowed to evaporate until the volume is reduced to 0.105 L?

    What is the molarity of the diluted solution when each of the following solutions is diluted to the given final volume?

    1. (a) 1.00 L of a 0.250-M solution of Fe(NO3)3 is diluted to a final volume of 2.00 L
    2. (b) 0.5000 L of a 0.1222-M solution of C3H7OH is diluted to a final volume of 1.250 L
    3. (c) 2.35 L of a 0.350-M solution of H3PO4 is diluted to a final volume of 4.00 L
    4. (d) 22.50 mL of a 0.025-M solution of C12H22O11 is diluted to 100.0 mL
    1. (a) 0.125 M;
    2. (b) 0.04888 M;
    3. (c) 0.206 M;
    4. (e) 0.0056 M

    What is the final concentration of the solution produced when 225.5 mL of a 0.09988-M solution of Na2CO3 is allowed to evaporate until the solution volume is reduced to 45.00 mL?

    A 2.00-L bottle of a solution of concentrated HCl was purchased for the general chemistry laboratory. The solution contained 868.8 g of HCl. What is the molarity of the solution?

    11.9 M

    An experiment in a general chemistry laboratory calls for a 2.00-M solution of HCl. How many mL of 11.9 M HCl would be required to make 250 mL of 2.00 M HCl?

    What volume of a 0.20-M K2SO4 solution contains 57 g of K2SO4?

    1.6 L

    The US Environmental Protection Agency (EPA) places limits on the quantities of toxic substances that may be discharged into the sewer system. Limits have been established for a variety of substances, including hexavalent chromium, which is limited to 0.50 mg/L. If an industry is discharging hexavalent chromium as potassium dichromate (K2Cr2O7), what is the maximum permissible molarity of that substance?

    3.4: Other Units for Solution Concentrations

    Questions

    1. Consider this question: What mass of a concentrated solution of nitric acid (68.0% HNO3 by mass) is needed to prepare 400.0 g of a 10.0% solution of HNO3 by mass?
      1. Outline the steps necessary to answer the question.
      2. Answer the question.
    2. What mass of a 4.00% NaOH solution by mass contains 15.0 g of NaOH?
    3. What mass of solid NaOH (97.0% NaOH by mass) is required to prepare 1.00 L of a 10.0% solution of NaOH by mass? The density of the 10.0% solution is 1.109 g/mL.
    4. What mass of HCl is contained in 45.0 mL of an aqueous HCl solution that has a density of 1.19 g cm–3 and contains 37.21% HCl by mass?
    5. The hardness of water (hardness count) is usually expressed in parts per million (by mass) of \(\ce{CaCO_3}\), which is equivalent to milligrams of \(\ce{CaCO_3}\) per liter of water. What is the molar concentration of Ca2+ ions in a water sample with a hardness count of 175 mg CaCO3/L?
    6. The level of mercury in a stream was suspected to be above the minimum considered safe (1 part per billion by weight). An analysis indicated that the concentration was 0.68 parts per billion. Assume a density of 1.0 g/mL and calculate the molarity of mercury in the stream.
    7. In Canada and the United Kingdom, devices that measure blood glucose levels provide a reading in millimoles per liter. If a measurement of 5.3 mM is observed, what is the concentration of glucose (C6H12O6) in mg/dL?
    8. A throat spray is 1.40% by mass phenol, \(\ce{C_6H_5OH}\), in water. If the solution has a density of 0.9956 g/mL, calculate the molarity of the solution.
    9. Copper(I) iodide (CuI) is often added to table salt as a dietary source of iodine. How many moles of CuI are contained in 1.00 lb (454 g) of table salt containing 0.0100% CuI by mass?
    10. A cough syrup contains 5.0% ethyl alcohol, C2H5OH, by mass. If the density of the solution is 0.9928 g/mL, determine the molarity of the alcohol in the cough syrup.
    11. D5W is a solution used as an intravenous fluid. It is a 5.0% by mass solution of dextrose (\(\ce{C_6H_{12}O_6}\)) in water. If the density of D5W is 1.029 g/mL, calculate the molarity of dextrose in the solution.
    12. Find the molarity of a 40.0% by mass aqueous solution of sulfuric acid, \(\ce{H_2SO_4}\), for which the density is 1.3057 g/mL.

    Solutions

    1

    • (a) The dilution equation can be used, appropriately modified to accommodate mass-based concentration units: \[\mathrm{\%\,mass_1 \times mass_1=\%\;mass_2 \times mass_2}\] This equation can be rearranged to isolate \(\mathrm{mass_1}\) and the given quantities substituted into this equation.
    • (b) 58.8 g
    3. \(\mathrm{114 \;g}\) 5. \(1.75 \times 10^{−3} M\) 7 \(\mathrm{95\: mg/dL}\) 9 \(\mathrm{2.38 \times 10^{−4}\: mol}\) 11 \(\mathrm{0.29 mol}\)