¡Hola amigos!
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La concentración molar de un soluto presente en una solución o la molaridad del soluto viene dada por la cantidad de soluto en moles que se encuentran en un volumen de solución expresado en litros.
Es decir, viene dada por la siguiente fórmula:
Como vemos, la molaridad se expresa en mol/L y se puede denotar como M cuyo símbolo se lee como molar, asimismo la molaridad viene definida en función del volumen de la solución y no del volumen del solvente empleado.
A partir de la molaridad se pueden realizar diferentes cálculos donde están involucrados relaciones entre moles, masa molar y volumen, veamos a continuación.
Cálculo de la molaridad
En este caso se tomará como ejemplo el cálculo de la molaridad del cloruro de sodio NaCl en una solución preparada al disolver 12g de cloruro de sodio en agua para preparar 250mL de solución.
El primer paso consiste en calcular el número de moles de cloruro de sodio que se encuentran en la solución, esto se logra convirtiendo la masa del soluto en moles empleando su masa molar
Seguidamente se aplica la fórmula de la Molaridad sustituyendo los moles de cloruro de sodio y el volumen de la solución
Cálculo de la masa del soluto partiendo de la Molaridad
En este caso se presenta el cálculo de la masa de glucosa necesaria para preparar 150mL de solución a una concentración de 0.442M
Partiendo de la molaridad se puede calcular el número de moles del soluto presente en la solución
Seguidamente a partir de los moles de la glucosa calculados y empleando la masa molar se pueden calcular los gramos del soluto.
Cálculo del volumen de solución
Para el cálculo del volumen de solución se calculara el volumen de solución de HCl a una concentración 1.25 10-3M que contiene 1.44*10-6 moles del ácido.
En este caso se puede despejar el volumen de la fórmula de la molaridad obteniendo como resultado
Preparación de una solución a una molaridad determinada
Veamos el siguiente ejemplo para la preparación de 100mL una solución de hidróxido de sodio 0.1M.
A nivel de laboratorio para la preparación de una solución acuosa de un determinado soluto sólido a una concentración molar específica se sigue el siguiente procedimiento.
En primer lugar se debe calcular la cantidad de soluto requerido para obtener la solución a la concentración deseada, esto se logra calculando la masa del soluto empleando la masa molar y así se obtienen los gramos requeridos de soluto que se deben pesar en la balanza empleando las ecuaciones anteriores.
En el caso del NaOH los cálculos involucrados son:
Esto indica que en la preparación de una solución 0.1M de NaOH es necesario pesar 0.4 gramos del sólido.
Posteriormente el NaOH sólido se disuelve en una pequeña cantidad de agua y se transfiere a un matraz volumétrico, se completa con agua destilada hasta la marca del enrase y se agita.
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Otro caso de utilidad de la molaridad lo constituye la preparación de soluciones donde se emplean ácidos comerciales concentrados donde es posible conocer su peso especifico y el porcentaje en peso del ácido. En este caso el procedimiento consistiría en calcular la concentración molar del ácido y en base a ello realizar las disoluciones que sean necesarias para la obtención de la solución a la concentración requerida.
Se mide el volumen del ácido empleando una pipeta, se trasvasa al balón volumétrico y se completa con agua hasta la línea de aforo.
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Como vemos la Molaridad es una unidad de concentración muy empleada en la preparación de soluciones en el laboratorio para distintos fines, por lo que hay que dominar los fundamentos teóricos ya que entre los errores mas comunes que se cometen se encuentran en primer lugar el confundir molaridad(M) con molalidad (m) siendo esta otra unidad de concentración y por otra parte no se toma en consideracion el volumen correcto en la preparación ya que generalmente se asume que todo corresponde al disolvente agua.
¡Bueno amigos, espero la información presentada sea de utilidad, gracias por leer!
Referencias
- Atkins, J. (2006). Principios de Química. Los caminos del descubrimiento.
- Whitten K. y Gailey, K. (1985). Química General. México: Nueva Editorial Interamericana