¿Qué es la molaridad?
La molaridad es la concentración de una solución en términos del número de moles del soluto en 1 dm3 (1 litro) de la solución.
¿Cuáles son las unidades de molaridad?
Las unidades de molaridad son M o mol/L. Una solución de 1 M se dice que es «un molar».
¿Qué es un mol?
Un mol es la cantidad de cualquier cosa que tiene el mismo número de partículas que 12 g de carbono-12. Esto equivale aproximadamente a 6,02×1023, también conocido como número de Avogadro. Así, 1 mol de hidrógeno gaseoso (H2) contiene 6,02×1023 moléculas, y 1 mol de glucosa (C6H12O6.) también contiene 6,02×1023 moléculas, pero como el H2 es una molécula mucho más simple, 1 mol de H2 tendrá una masa mucho menor (la masa molar) que 1 mol de C6H12O6.
¿Qué es la masa molar?
La masa molar es la masa en gramos de 1 mol de una determinada molécula.
¿Cómo encontrar la masa molar?
Un mol de sodio (Na) es 22,99 g, y 1 mol de cloro es 35,45 g. Para el cloruro de sodio (NaCl) están en una proporción de 1:1 por lo que la masa molar del NaCl es 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol.
Para un compuesto como el agua (H2O), 1 mol de hidrógeno (H) es 1,008 g/mol y 1 mol de oxígeno (O) es 15,9994 g/mol. Por tanto, la masa molar del H2O es (2 x 1,008) + 15,9994 = 18,0154 g/mol.
¿Cómo se relaciona la molaridad con la concentración?
Dos soluciones que tienen la misma molaridad tendrán el mismo número de moléculas de la sustancia química por litro, pero es probable que contengan masas diferentes de esa sustancia química por litro para conseguirlo. Mientras que dos soluciones con la misma concentración tendrán la misma masa de la sustancia química por litro de solución, pero es probable que tengan números diferentes de moléculas de esa sustancia química por litro. Siempre que se conozca alguna información adicional, se puede deducir un valor a partir del otro utilizando las ecuaciones siguientes.
Para calcular la molaridad o para calcular valores relacionados (incluyendo volumen, masa, masa molar y concentración) a partir de la molaridad, se utilizan las siguientes ecuaciones.
Concentración (g/L) = Masa (g) / Volumen (L)
Molaridad (M o mol/L) = Número de moles (mol) / Volumen (L)
Ejemplo de cálculos de molaridad y concentración
El escenario en el que la mayoría de los científicos de laboratorio se encontrarán con este tipo de cálculos es cuando preparen soluciones siguiendo un procedimiento operativo estándar (POE) o un artículo científico. En este caso, la solución que se utiliza suele definirse por su concentración molar (M). Por ejemplo;
Necesitas hacer una solución 0,5 M de NaCl, habiendo decidido que quieres 2 litros ¿cuánto NaCl debes añadir?
Número de moles (mol) = Molaridad (M) x Volumen (L)
= 0.5 x 2
= 1 mol
Ahora podemos utilizar la ecuación reordenada
Masa (g) = No. Moles (mol) x Masa Molar (g/mol)
= 1 x 58,44
= 58,44 g
Entonces, para hacer 2 litros de una solución 0,5 M de NaCl, habría que añadir 58,44 g de NaCl.
No es necesario reordenar la ecuación ya que la herramienta de la calculadora lo hará por ti.
Como estás añadiendo 58,44 g de NaCl a 2 L de agua también podrías expresar este valor en términos de su concentración
Concentración (g/L) = Masa (g) / Volumen (L)
= 58,44 / 2
= 29,22 g/L
Términos relacionados
– masa de un átomo de ese elemento que suele reflejar la masa del núcleo (protones más neutrones). Por ejemplo, el hidrógeno es 1. Antes se medía en unidades de masa atómica (UMA), pero ahora se suele expresar en daltons (Da).
– suma de los pesos atómicos de todos los átomos que aparecen en una fórmula molecular determinada. Por ejemplo, la glucosa tiene una fórmula molecular de C6H12O6, el peso molecular del C es de 12 Da, el del H es de 1 Da y el del O es de 16 Da. Por lo tanto, la masa molecular de la glucosa es = (6 x 12) + (12 x 1) + (6 x 16)
= 72 + 12 + 96
= 180 Da
Numéricamente esto es lo mismo que la masa molar difiriendo sólo en las unidades en que se expresan.
– Los valores de las masas atómicas y, por tanto, moleculares se obtienen normalmente en relación con la masa del isótopo 12C (carbono-12), sin embargo, generalmente se omite «relativo» en el título. Escrito correctamente, los valores relativos no tienen unidades.
– suma de los pesos atómicos de todos los átomos que aparecen en una fórmula empírica determinada. La fórmula empírica indica la proporción de átomos de cada elemento en una molécula y no el número real. Por ejemplo, la glucosa (fórmula molecular C6H12O6) tendría por tanto la fórmula empírica CH2O, el peso molecular del C es de 12 g, el del H es de 1 g y el del O es de 16 g. Por tanto, la masa de la fórmula de la glucosa es
= (1 x 12) + (2 x 1) + (1 x 16)
= 12 + 2 +16
= 30 g
Para moléculas como el H2O, donde la fórmula ya está en su forma más simple, la masa de la fórmula y la masa molecular son las mismas.
– similar a la molaridad, sin embargo el cálculo de la normalidad utiliza el número de equivalentes molares en lugar del número de moles. Las unidades son N o eq/L. La normalidad se utiliza generalmente sólo cuando una sustancia tiene más de una subespecie que puede participar en una reacción específica, como un protón para las reacciones de ácido/base, un electrón para las reacciones de oxidación/reducción o en las reacciones de precipitación. Por ejemplo, el ácido sulfúrico (H2SO4) tiene dos protones ionizables (H+) que pueden participar en la neutralización de una base como el hidróxido de sodio (NaOH)
H2SO4(aq) + 2 NaOH → 2 Na+(aq) + 2 H2O + SO42+(aq)
Si una solución de ácido sulfúrico es 1 M, entonces es 2 N expresado como normalidad. Una solución de 2 N se dice que es «dos normal».
– similar a la molaridad, sin embargo el cálculo de la molalidad utiliza la masa en lugar del volumen del disolvente utilizado, haciéndolo independiente de la temperatura a diferencia de la molaridad. Las unidades son m o mol/kg.