Formas de expresar la concentración: concentración en mol por litro. Molaridad.

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Existen muchas formas de expresar la concentración de las soluciones, siendo una de las más importantes y utilizada la magnitud, que relaciona la cantidad de sustancia o soluto expresado en moles o número de moles (nsto, n), con el volumen de la solución expresado en litros, denominada molaridad.

MOLARIDAD

La molaridad es una magnitud que expresa el número de moles de soluto por litro de solución, por lo que si se dice que una solución posee una concentración de 0,5 mol/l, se refiere a que por cada litro de solución hay 0,5 mol de soluto. La fórmula para realizar el cálculo del la molaridad es:

, donde nsto, son los moles de soluto, vsol, los litros de la solución, gsto, los gramos de soluto, y pm, el peso molecular del soluto.

Estudiemos ahora las diferentes situaciones problemáticas que puedan presentarse al calcular la concentración molar o molaridad de una solución dada.

1. Calcule la concentración en mol/l de 300 cm³ de una solución que ha sido preparada disolviendo 25 g de sal común (NaCl) en agua destilada.

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

Vsol: 300 cm³ de agua salada; gsto: 25 g; M: ¿?

• El segundo paso es analizar el problema según la incógnita que se presenta, que es calcular la concentración mol/l de la solución de agua salada. Se tiene el volumen en centímetros cúbicos, por lo que es necesario transformarlo a litros. Por otra parte, no se tiene los moles de la sal, por lo que se necesita aplicar la fórmula del número de moles, utilizándose los gramos del soluto con el peso molecular. Ve a la tabla periódica e investiga la masa del sodio (Na) y del cloro (Cl), y obtén el pm.

pmNaCl: ¿?



• El cálculo de la concentración mol /l se realiza a través de la fórmula inicial, quedándonos:

2. Calcule la cantidad de gramos hidróxido de sodio (NaOH) que se necesitan para preparar una solución de concentración en 0,8 mol/l en 500 cm³ de una solución.

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

Vsol: 500 cm³ de solución; M: 0,8 m/l; gsto: ¿?

• El segundo paso es analizar el problema según la incógnita que se presenta, que es calcular los gramos de soluto de hidróxido de sodio. Para calcularlos es necesario aplicar un despeje a la fórmula del número de moles, utilizándose los datos del número de moles con el peso molecular. Ve a la tabla periódica e investiga la masa del sodio (Na), del oxígeno (O), del hidrógeno (H), y obtén el pm.

pmNaOH: ¿?



• En el despeje de la fórmula para calcular la incógnita, observamos que no se tiene el número de moles de soluto (nsto), por lo que es necesario calcularlo a través de los datos y el despeje de la fórmula de molaridad, quedándonos:



• Se tiene el volumen en centímetros cúbicos por lo que es necesario transformarlo a litros.



Sustituyendo nos queda:



• Ahora es posible efectuar el cálculo de los gramos de soluto de hidróxido de sodio, quedándonos:

3. Calcule el volumen de solución de agua azucarada de concentración 1 mol/l, que se puede preparar con 10 gramos de azúcar (C₆H₁₂O₆).

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

M: 1 mol/l de solución azucarada; gsto: 10 g ; Vsol: ¿?

• El segundo paso es analizar el problema según la incógnita que se presenta, que es calcular el volumen de solución en litros. Para calcularlo, es necesario aplicar un despeje a la fórmula de molaridad, quedándonos:



• En el despeje de la fórmula para calcular la incógnita, observamos que no se tiene el número de moles de soluto (nsto), por lo que es necesario calcularlo aplicando la fórmula del número de moles, utilizándose los gramos del soluto con el peso molecular. 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: ¿?



• Ahora es posible efectuar el cálculo del volumen de solución azucarada, quedándonos:

Cabe señalar que el cálculo de la molaridad tiende a confundirse con el cálculo de la molalidad, por lo que podemos encontrar en algunos textos a la molaridad bajo el símbolo “C” y no “M”, ya que este último se le adjudica a la molalidad. También es posible encontrar las designaciones Mr y Ml, para indicar molaridad y molalidad, respectivamente.

Autoevaluación.

1. Determinar la concentración m/l de una solución de 400ml, preparada con 20 g de NaOH.

2. Determine los gramos de solución de 10M en 3 l de solución.

3. Calcule el volumen de solución de concentración 0,003 M, preparada con 25 g de CuSO₄

Referencias bibliográficas:

Cuerpo de redacción (1997). Mentor interactivo. Enciclopedia temática estudiantil. Editorial Océano. Barcelona, España. Pág.: 37-40.

Suarez, F (2011). Química teoría. 4to año de Educación media general. Editorial Romor. Caracas, Venezuela. Pág.: 41.