Química para no profesionales
Objetivos de aprendizaje
- Definir la molaridad.
- Realizar cálculos que impliquen la molaridad.
¿Cuántas moléculas pueden encontrarse en una reacción?
Los químicos tratan con cantidades de moléculas todos los días. Nuestras reacciones se describen como tantas moléculas del compuesto A reaccionando con tantas moléculas del compuesto B para formar tantas moléculas del compuesto C. Cuando determinamos la cantidad de reactivo que debemos utilizar, necesitamos saber el número de moléculas que hay en un volumen determinado del reactivo. Las soluciones porcentuales sólo nos indican el número de gramos, no de moléculas. Una solución de 100 mL de NaCl al 2% tendrá un número de moléculas muy diferente al de una solución de CsCl al 2%. Así que necesitamos otra forma de hablar del número de moléculas.
Molaridad
Los químicos necesitan principalmente que la concentración de las soluciones se exprese de una forma que dé cuenta del número de partículas que reaccionan según una ecuación química concreta. Dado que las mediciones porcentuales se basan en la masa o el volumen, generalmente no son útiles para las reacciones químicas. Es preferible una unidad de concentración basada en moles. La molaridad (M) de una solución es el número de moles de soluto disueltos en un litro de solución. Para calcular la molaridad de una solución, se dividen los moles de soluto entre el volumen de la solución expresado en litros.
Nótese que el volumen está en litros de disolución y no en litros de disolvente. Cuando se informa de una molaridad, la unidad es el símbolo M y se lee como «molar». Por ejemplo, una solución etiquetada como 1,5 M de NH 3 se lee como «solución de amoníaco 1,5 molar».
Problema de ejemplo: cálculo de la molaridad
Se prepara una solución disolviendo 42,23 g de NH 4 Cl en suficiente agua para hacer 500,0 mL de solución. Calcula su molaridad.
Paso 1: Enumera las cantidades conocidas y planifica el problema.
La masa del cloruro de amonio se convierte primero en moles. Luego se calcula la molaridad dividiendo por litros. Ten en cuenta que el volumen dado se ha convertido a litros.
Paso 2: Resolver.
Paso 3: Piensa en tu resultado.
La molaridad es 1,579 M, lo que significa que un litro de la solución contendría 1,579 mol de NH 4 Cl. Cuatro cifras significativas son apropiadas.
En una situación de laboratorio, un químico debe preparar frecuentemente un volumen determinado de soluciones de una molaridad conocida. La tarea consiste en calcular la masa del soluto necesaria. La ecuación de molaridad se puede reordenar para resolver los moles, que luego se pueden convertir en gramos. Véase el problema de ejemplo 16.3.
Problema de ejemplo:
Un químico necesita preparar 3,00 L de una disolución 0,250 M de permanganato potásico (KMnO 4 ). Qué masa de KMnO 4 necesita para hacer la disolución?
Paso 1: Enumerar las cantidades conocidas y planificar el problema.
Conocidas
- Molaridad = 0,250 M
- Volumen = 3,00 L
- Masa polar KMnO 4 = 158.04 g/mol
Desconocido
- masa KMnO 4 = ? g
Los moles de soluto se calculan multiplicando la molaridad por los litros. Luego, los moles se convierten en gramos.
Paso 2: Resolver.
Paso 3: Piensa en tu resultado.
Cuando se disuelven 119 g de permanganato de potasio en agua para hacer 3,00 L de disolución, la molaridad es 0,250 M.
Mira un vídeo de cálculos de molaridad:
http://www.youtube.com/watch?v=8oTqwBAvbnY Resumen
Práctica
Lee el material y trabaja los problemas en el sitio de abajo:
http://www.occc.edu/kmbailey/Chem1115Tutorials/Molarity.htm
Revisión
- ¿Qué significa M?
- ¿Qué nos dice la molaridad que no nos dice la información del porcentaje de disolución?
- ¿Qué necesitamos saber de una molécula para poder realizar cálculos de molaridad?
Glosario
- Molaridad (M): El número de moles de soluto disuelto en un litro de disolución.