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.
Es el método más común de expresar la concentración en química, sobre todo cuando se trabaja con reacciones químicas y relaciones estequiométricas. Sin embargo, este proceso tiene el inconveniente de que el volumen cambia con la temperatura.
Se representa también como: M = n / V, en donde "n" es la cantidad de sustancia (n= mol soluto/masa molar) y "V" es el volumen de la disolución expresado en litros.
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.
La principal ventaja de este método de medida respecto a la molaridad es que como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión, y puede medirse con mayor precisión.
Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante.
La unidad del SI para molalidad es el mol/kg.
Formalidad
La formalidad (F) es el número de peso-fórmula-gramo o Masa Molecular Relativa por litro de disolución.
El número de peso-fórmula-gramo tiene unidad de g / PFG.
Normalidad
La normalidad (N) es el número de equivalentes (eq-g) de soluto (sto) entre el volumen de la disolución en litros (L)
Normalidad ácido-base Es la normalidad de una disolución cuando se utiliza para una reacción como ácido o como base. Por esto suelen titularse utilizando indicadores de pH.8
En este caso, los equivalentes pueden expresarse de la siguiente forma:
- para un ácido, o para una base.
Donde:
- moles es la cantidad de moles.
- OH– es la cantidad de hidroxilos cedidos por una molécula de la base.
Por esto, podemos decir lo siguiente:
- para un ácido, o para una base.
Donde:
- M es la molaridad de la disolución.
- H+ es la cantidad de protones cedidos por una molécula del ácido.
- OH– es la cantidad de hidroxilos cedidos por una molécula de la base.
Ejemplos:
- Una disolución 1 M de HCl cede 1 H+, por lo tanto, es una disolución 1 N.
- Una disolución 1 M de Ca (OH)2 cede 2 OH–, por lo tanto, es una disolución 2 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, que se calcula sumando los moles de soluto(s) y de solvente:
También puede expresarse como porcentaje (llamado "porcentaje molar"):
Por ejemplo, en una mezcla binaria de 6 moles de etanol y 4 moles de agua, lo que da un total de 10 moles, la fracción molar del etanol es de 6/10 = 0,6; mientras que la fracción molar del agua es 4/10 = 0,4.
Como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando estas cambian el volumen también lo hace, lo que afecta a otras formas de expresar la concentración, como por ejemplo la molaridad. En cambio, la fracción molar es independiente de la temperatura y la presión.
Además, cabe notar que en los gases ideales el volumen parcial de cada uno de los componentes es proporcional al número de moles de éste, y lo mismo sucede con el volumen de la mezcla y el total de moles. En consecuencia, la fracción molar de un componente es igual a la fracción correspondiente a su volumen parcial respecto del total. Análogamente, la proporción entre la presión parcial de un componente de una mezcla de gases ideales y la presión total es igual a la fracción molar de ese componente (Ley de Dalton de las presiones parciales).
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, que se calcula sumando los moles de soluto(s) y de solvente:
También puede expresarse como porcentaje (llamado "porcentaje molar"):
La suma de las fracciones molares de todos los componentes de una mezcla es la unidad:
Por ejemplo, en una mezcla binaria de 6 moles de etanol y 4 moles de agua, lo que da un total de 10 moles, la fracción molar del etanol es de 6/10 = 0,6; mientras que la fracción molar del agua es 4/10 = 0,4.
Como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando estas cambian el volumen también lo hace, lo que afecta a otras formas de expresar la concentración, como por ejemplo la molaridad. En cambio, la fracción molar es independiente de la temperatura y la presión.
Además, cabe notar que en los gases ideales el volumen parcial de cada uno de los componentes es proporcional al número de moles de éste, y lo mismo sucede con el volumen de la mezcla y el total de moles. En consecuencia, la fracción molar de un componente es igual a la fracción correspondiente a su volumen parcial respecto del total. Análogamente, la proporción entre la presión parcial de un componente de una mezcla de gases ideales y la presión total es igual a la fracción molar de ese componente (Ley de Dalton de las presiones parciales).
