Las soluciones y los cálculos relacionados con ellas son muy importantes en la ciencia. Calcular la concentración molar de una solución es un proceso relativamente sencillo. Determinaremos cuántos moles de una sustancia tenemos y luego lo dividiremos entre el volumen de la solución. En este tema, hablaremos de la fórmula de la concentración molar con ejemplos.
Definición de concentración molar
La concentración molar es el método más conveniente para expresar la concentración de un soluto en la solución dada. La molaridad es el número de moles del soluto disuelto por litro de la solución. Así pues, M = mol por L. Todos los cálculos de moles determinarán la cantidad en moles de la solución, que es la concentración molar.
La ecuación química equilibrada siempre conduce a una relación molar entre el ácido y la base. Ésta, a su vez, conduce al número de moles de la base. Podemos calcular la concentración molar dividiendo el número de moles entre el volumen de la solución.
Fórmula de la Concentración Molar
Concentración molar = Cantidad en moles / Volumen de la solución
Un primer paso para determinar la concentración molar es encontrar la masa del soluto, que son los gramos de la sustancia disuelta. Los problemas suelen indicar la masa, aunque es posible que tengamos que convertirla a gramos a partir de alguna otra unidad.
Además, para encontrar el número de moles de un soluto, primero tenemos que calcular la masa molar de la sustancia. Para la fórmula química del soluto, tenemos que utilizar la masa atómica de los elementos. Para cualquier elemento que aparezca repetidamente, tenemos que multiplicar la masa por el número de átomos por molécula de ese elemento.
Digamos, por ejemplo, que el ácido acético es CH3COOH. En este caso, la molécula tiene un total de dos átomos de carbono, dos de oxígeno y cuatro de hidrógeno. Multiplicaremos la masa atómica del carbono por 2, la del oxígeno por 2 y la del hidrógeno por 4 y luego sumaremos los resultados para obtener la masa molar total en gramos por mol.
Como las masas atómicas del carbono, el oxígeno y el hidrógeno son 12,01, 16,00 y 1,008, respectivamente. Después de multiplicar las masas y el número de cantidades obtenemos
(12.01×2)+(16.00×2)+(1.008×4)
= 60,05 gramos por mol.
Ahora, para calcular los moles del soluto, dividiremos la masa en gramos entre los gramos por mol. Por ejemplo, tenemos 10g de ácido acético. Entonces, al dividir 10g entre 60,05 g por mol, obtendremos 0,1665 moles de soluto.
Para calcular la Concentración Molar, encontraremos la concentración molar dividiendo los moles por los litros de agua utilizados en la solución. Por ejemplo, aquí el ácido acético está completamente disuelto en 1,25 L de agua. Entonces divide 0,1665 moles entre 1,25 L para obtener la concentración molar, que será de 0,1332 M.
Ejemplos de ejercicios resueltos de la Concentración Molar
Ejemplo: Determina la concentración molar de NaOH, debida a la reacción entre HCl y NaOH.
Solución:
La ecuación química balanceada está dada como,
HCl+NaOH→NaCl+H2O
Para un ácido
n(HCl)=35.0/1000 · dm3×0.250moldm−3
= 8,75×10-3mol
La relación molar aquí es 1 :1.
La cantidad de NaOH presente es = 8,75×10-3mol.
Volumen de NaOH acuoso
25cm3=25/1000 · dm3
= 25×10ˆ -3dm3
Ahora tenemos la fórmula
- Concentración Molar = Cantidad en moles/Volumen de la solución
- Concentración Molar =8,75×10ˆ-3mol/25×10ˆ-3dm3
- Concentración molar de NaOH = 0,350moldm-3