Fracción Molar
Fracción Molar (es un número puro, o sea, no tiene unidad).
La fracción molar de una solución puede ser expresada de dos maneras:
– Fracción molar del soluto.
– Fracción molar del solvente.
La fracción molar del soluto (x1) es la relación entre el número de moles del soluto (n1) y el número de moles de la solución (n1+ n2).
x1 = n1 /(n1+ n2)
La fracción molar del solvente (x2) es la relación entre el número de moles del solvente (n2) y el número de moles de la solución (n1+ n2).
x2 = n2 /(n1+ n2)
Siendo:
x1 = fracción molar del soluto y x2 = fracción molar del solvente
n1 = número de moles del soluto.
n2 = número de moles del solvente.
n = número de moles de la solución ( n1 + n2 ).
La suma de la fracción molar del soluto (n1) y de la fracción molar del solvente (n2) es siempre igual a uno.
x1 + x2 = 1
El número de moles se obtiene a través de la aplicación de la relación masa por mol.
Aplicación: Una solución contiene 4 moles del soluto disueltos en 16 moles del solvente.
Determinar:
a) la fracción molar del soluto.
b) la fracción molar del solvente.
n1 = 4 e n2 = 16
x1= 4/(4+16) = 4/20= 0,2
x2= 16/(4+16)= 16/20=0,8
Verificamos
x1 + x2= 0,2 + 0,8 = 1
Molalidad
Molalidad o concentración molal es la relación entre el número de moles de soluto (n1) y la masa de solvente (m2), en quilogramos (kg) – no puede ser expresada en otra unidad.
m = n1 /m2
Siendo:
n1 = número de moles de soluto
m2 = masa de solvente en quilogramos
Aplicación: Una solución es preparada, disolviéndose 4,35 gramos de NaNO3 en 2000 gramos de agua. Calcular la molalidad de la solución:
Dado: PM = 87 g/mol (masa del mol de soluto).
n1 = masa de soluto / mol de soluto = 4,35 g / (87 g/mol) = 0,05 mol
m2 = 2000 g solvente= 2 kg
m = 0,05 moles/ 2 kg solv= 0,025 molal
Relación de Masa, moles y volumen
Concentración Común
Concentración común es la relación entre la masa de soluto en gramos, y el volumen de la solución en litros.
Siendo: C = concentración común
m1 = masa de soluto, en gramos.
V = volumen de la solución, en litros.
Aplicación: ¿Cuál es la concentración de una solución que contiene 20 gramos de soluto disuelto en 0,5 litros de solución?
m1 = 20 g
V = 0,5 litros
C = 20g / 0,5 litro = 40 g/L
Molaridad
Molaridad o concentración molar es la relación entre el número de moles de soluto y el volumen de la solución, en litros.
M= n1 /V
Siendo:
M = molaridad o concentración molar
n1 = número de moles de soluto.
V = volumen de la solución, en litros.
Relacionando la Molaridad con la Concentración Común:
Aplicación: Fueron disueltos 4,9 g de H2SO4 en agua suficiente para 0,5 litros de solución. ¿Cuál es la concentración molar (molaridad) y la concentración en g/L de la solución?
Dado: PM de H2SO4 = 98 g/mol
Cálculo de la concentración molar o molaridad:
n1 = m1 / mol1 = 4,9 g / (98 g/mol) = 0,05 moles
M = n1 / V (litros) = 0,05 moles / 0,5 L = 0,1 molar
Cálculo de la concentración común: puede obtenerse de dos formas
C = M . PM = (0,1 moles/L) , (98 g/mol) = 9,8 g/litro
C = m1 / V = 4,9 g/0,5 litros = 9,8 g/L
