MOLALIDAD.
La molalidad (m) es el número de moles de soluto que contiene un kilogramo de solvente. Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.
Ejemplo:
• Calcular la molalidad de una disolución de ácido sulfúrico H2SO4 siendo la masa del disolvente de 600 gramos y la cantidad de ácido de 60 gramos.
Datos: peso molecular del H2SO4 = 98 gramos / mol.
En primer lugar calculamos el número de moles y a partir de ahí obtenemos la molalidad:
n de H2SO4 = masa / peso molecular = 60 gramos / 98 gramos • mol-1 = 0,61 moles
m = n / masa disolvente = 0,61 moles / 0,6 kg = 1,02 molal
• Calcular la molalidad de 20 gramos de un determinado soluto en 1 litro de disolución acuosa. La masa molar del soluto es 249,7 g / mol.
Primero calculamos el nº de moles de soluto y a partir de ahí obtenemos la molalidad:
n de soluto = masa / peso molecular = 20 gramos / 249.7 gramos • mol-1 = 0,08 moles
masa de disolución: es una disolución acuosa por lo tanto 1 litro de disolvente = 1 kg.
m = n / masa disolvente = 0,08 moles / 1 kg = 0,08 molal
MOLARIDAD.
La molaridad (M), o concentración molar, es la cantidad de sustancia (n) de soluto por cada litro de disolución. Por ejemplo, si se disuelven 0,5 moles de soluto en 1000 ml de disolución, se tiene una concentración de ese soluto de 0,5 M (0, 5 molar). Para preparar una disolución de esta concentración habitualmente se disuelve primero el soluto en un volumen menor, por ejemplo 300 ml, y se traslada esa disolución a un matraz aforado, para después enrasarlo con más disolvente hasta los 1000 ml.
Ejemplo:
• Numerosos blanqueadores para lavandería contienen hipoclorito de sodio o de calcio como ingrediente activo. El clorox por ejemplo, contiene aproximadamente 52 g de NaClO por litro de solución. ¿Cuál es la molaridad de esta solución?
74.5 g de NaClO ----------> 1 mol de NaClO
52 g de NaClO ---------> x moles
x = 0.697 moles M = 0.697 moles de NaClO / 1 000 ml de solución = 0.697 moles NaClO
• Calcular:
a) Cuántas moles de bisulfito de sodio (NaHSO3) hay en 25 ml de una solución 0.22 M.
0.22 moles de NaHSO3 ----------> 1000 ml de solución
x moles de NaHSO3 ---------> 25 ml de solución
x = 0.0.0255 moles de NaHSO3
En 25 ml de la solución 0.22 M hay 0.0255 moles de NaHSO3
b) Cuántos gramos de bisulfito de sodio hay en esos 25 ml.
104 g de NaHSO3 ----------> 1 mol
x g de NaHSO3----------> 0.22 moles
x = 22.88 g de NaHSO3
22.88 g de NaHSO3 ----------> 1000 ml de solución
x g de NaHSO3 ---------> 25 ml de solución
x = 0.572 g de NaHSO3
En 25 ml de la solución 0.22 M hay 0.572 g de NaHSO3
NORMALIDAD.
La normalidad (N) es el número de equivalentes de soluto entre el volumen de la disolución en litros. La ecuación es la siguiente:
N = número equivalente * soluto / litros de disolución
Ejemplo:
• Calcular la normalidad y la molaridad de 50 gramos de Na2CO3 en 100 ml de disolución:
Peso molecular del Na2CO3 = 106
Equivalente del Na2CO3 = peso molecular / nº de carga del catión de la sal = 106 / 2 = 53
nº de Equivalentes en 50 g de Na2CO3 = 50 / 53 = 0,94
N = nº de Equivalentes / litros de disolución = 0,94 / 0,1 = 9,4 N
FRACCIÓN MOLAR.
La fracción molar es una unidad química que se usa para expresar la concentración de un soluto en una disolución. Se define como el cociente entre los moles de soluto y el total de moles de la disolución.
Ejemplo:
• Calcular la fracción molar de cada una de las sustancias de la disolución de: 10 moles de metanol, 1 mol de etanol y 8 moles de agua.
Nt = moles totales de la disolución = Nmetanol + Netanol + Netanol = 10 + 1+ 8 = 19
xmetanol = Nmetanol / Nt = 10 / 19 = 0,53
xetanol = Netanol / Nt = 1 / 19 = 0,05
xagua = Netanol / Nt = 8 / 19 = 0,42
Podemos comprobar que la solución es correcta ya que la suma de las tres es igual a 1.
xmetanol + xetanol + xagua = 0,53 + 0,05 + 0,42 = 1
• Calcular la fracción molar de cada componente de una disolución de 40 gramos de alcohol etílico (CH3CH2OH) y 100 gramos de agua:
Peso molecular del alcohol etílico = 46 g / mol
Peso molecular del agua = 18 g / mol
Moles de alcohol etílico = Nalcohol et. = 40 g / 46 g • mol-1 = 0,87 moles
Moles de alcohol etílico = Nagua = 100 g / 18 g • mol-1 = 5,56 moles
Moles totales disulución = Nt = 0,87 + 5,56 = 6,43 moles
Fracción molar del alcohol etílico = xalcohol et. = Nalcohol et. / Nt = 0,87 / 6,43 = 0,14
Fracción molar del alcohol etílico = xagua = Nagua / Nt = 5,56 / 6,43 = 0,86
Verificamos que la solución es correcta: xalcohol et. + xagua = 0,14 + 0,86 = 1
