Una solución es una mezcla de compuestos en los que uno de ellos, el soluto, se distribuye por el otro, conocido como disolvente. El solvente es siempre el compuesto que forma la mayor parte de la mezcla y, en la mayor parte de las situaciones del mundo real, el solvente es agua. Las propiedades de una solución cambian con la concentración de soluto, por lo que los químicos necesitan unidades de concentración para medirla. La unidad de concentración más importante es la molaridad, que es el número de moles de soluto por litro de solución. La molaridad se denota con una M mayúscula, y M en química significa lo siguiente:
Molaridad (M) = (moles de soluto) ÷ (litros de solución).
Para calcular la cantidad de moles de un soluto, necesita dos piezas de información, que puede tener que inferir de otros datos. La primera es la fórmula química del soluto y la segunda es la masa del soluto. Luego, calcula la molaridad midiendo el volumen de la solución, convirtiéndolo en litros y dividiendo este número entre el número de moles.
¿Qué es un topo?
Dejando a un lado los peludos animales excavadores, el topo es una de las unidades de medida centrales en química. Se basa en el número de Avogadro, que es 6.02 x 1023. Este es el número de átomos en una muestra de carbono-12 que pesa exactamente 12.000 gramos. El mismo número de partículas de cualquier otro compuesto es un mol de ese compuesto. Un mol de cualquier compuesto tiene una masa característica en gramos, que resulta ser exactamente la misma que su masa atómica en unidades de masa atómica (uma). Por ejemplo, la masa atómica del hidrógeno es 1.008 amu, por lo que un mol de hidrógeno pesa 1.008 gramos.
Puede buscar masas atómicas en la tabla periódica y puede calcular la masa molecular de un compuesto según su fórmula química. Una vez que conoce la masa atómica de un compuesto, inmediatamente conoce la masa de un mol de ese compuesto (masa molar). Si tienes una muestra del compuesto a la mano, simplemente pésala y divídela por el peso molar para encontrar la cantidad de moles que tienes.
Ejemplo: una muestra de hidróxido de sodio (NaOH) pesa 32 gramos. ¿Cuántos lunares es esto?
De la tabla periódica, encuentra que las masas atómicas de sodio, oxígeno e hidrógeno son 22.990, 15.999 y 1.008 amu respectivamente. Redondeando a un número entero, sus masas molares son 23, 16 y 1 gramos respectivamente. Súmalos para obtener la masa molar de hidróxido de sodio, que resulta ser de 40 gramos. Divida este número entre la cantidad que tiene a mano para encontrar el número de lunares:
32 g / 40 g = 0,8 moles.
Cómo encontrar la molaridad
Siempre que tenga una forma de medir la masa de un soluto, puede calcular su molaridad midiendo el volumen de la solución. Tenga cuidado aquí, porque la molaridad siempre se expresa en moles / litro, por lo que si mide el volumen en cualquier otra unidad, debe convertir a litros. A continuación, se muestran algunos factores de conversión que le resultarán útiles:
1 litro = 0.001 metros cúbicos = 1,000 mililitros = 0.264 galones estadounidenses = 33.81 onzas líquidas.
Un ejemplo
Vierte 12 gramos de sal (NaCl) en un vaso de precipitados que contiene 20 onzas de agua. ¿Cuál es la molaridad de la sal en la solución?
Puede resolver este problema en tres sencillos pasos:
Redondeando a un lugar decimal, la masa de un mol de sodio (Na) es 23.0 gramos y la de cloro (Cl) es 35.5 gramos, por lo que un mol de NaCl tiene una masa de 58.5 gramos. Tienes 12 gramos, lo que equivale a 12 / 58,5 = 0,21 moles.
Si 33,81 onzas es lo mismo que 1 litro, 20 onzas equivalen a 20 / 33,81 = 0,59 litros.
Divida la cantidad de moles de NaCl por el volumen de la solución para obtener la molaridad.
0,21 moles ÷ 0,59 litros =
0,356 M.