Formas de expresar la concentración: fracción molar

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La fracción molar, también llamada fracción de mol, es una magnitud que expresa el número de moles de soluto por cada mol de partículas de la solución. La fracción molar es una magnitud sin unidades ya que se halla al dividir el número de moles de soluto de una solución determinada entre el número total de moles de dicha solución. La fórmula para realizar el cálculo de la fracción molar (X) es:

, donde nsto, son los moles de soluto, Xsto fracción molar de soluto, nsol número de moles de solución, Xste fracción molar de solvente, nste número de moles de solvente. La sumatoria de las fracciones molares de soluto y las fracciones molares del solvente serán siempre igual a 1. Al ejecutar el cálculo, los moles se cancelan debido a la división y por ello la fracción molar no tiene unidades.

Estudiemos ahora las diferentes situaciones problemáticas que puedan presentarse al calcular la fracción de mol de una solución dada.

1. Calcule la fracción de mol de una solución que posee 100 gramos de azúcar (C₆H₁₂O₆), disueltos en 200 gramos de agua.

• El primer paso para realizar un problema es escribir los datos:

gsto: 100 g C₆H₁₂O₆  ;  gste: 200 g H₂O; Xsol: ¿?

• El segundo paso es analizar el problema según la incógnita que se presenta, que es calcular la fracción de mol de la solución. Se tiene los gramos de soluto y los gramos del solvente pero no se tienen sus fracciones molares, por lo que se necesitan aplicar las fórmulas para el cálculo del número de moles de soluto y solvente, utilizándose los gramos dados, con el peso molecular respectivo. Ve a la tabla periódica e investiga la masa del carbono (C) del oxígeno (O), del hidrógeno (H), y obtén el pm. Recuerde tomar en cuanta el número de átomos de cada elemento para efectuar dicho cálculo.

pm C₆H₁₂O₆: ¿?

pmH₂O: ¿?

• Cuando se obtienen los números de moles de soluto y de solvente se procede a calcular los números de moles de la solución:



• Una vez obtenido el número de moles de la solución, se hallan las fracciones molares de soluto y de solvente y, posterior a estos cálculos, se obtiene la fracción molar de la solución:

Autoevaluación.

1. Determinar la fracción de mol de una solución que contiene 20 gramos de NaCl disueltos en 86 gramos de agua.

2. Determinar la fracción de mol de soluto y de solvente de una solución de 100 gramos que contiene los 10 gramos de soluto (KClO₄) disueltos en agua destilada.

3. Determinar la fracción de mol de soluto y de solvente de una solución de 946 gramos de agua salada, que contiene 50 gramos de NaCl.

Referencias bibliográficas:

Suarez, F (2011). Química teoría. 4to año de Educación media general. Editorial Romor. Caracas, Venezuela. Pág: 44 -45.