Calculadora de molaridad

Esta calculadora de molaridad está hecha para convertir la concentración másica de cualquier solución a concentración molar (o recalcular de gramos por ml a moles). También puedes calcular la masa de una sustancia necesaria para alcanzar una molaridad deseada. Este artículo te brindará la definición y la fórmula de molaridad.

Para tener una comprensión completa del tema, es importante que entiendas la definición de mol, leas sobre las unidades de molaridad y compares dos conceptos confusos: fórmula de molaridad y la fórmula de molalidad. Además, te presentamos algunos ejemplos interesantes de soluciones molares y un breve tutorial paso a paso sobre cómo calcular la molaridad de una solución concentrada.

Al final, podrás aprender la definición de valoración química y descubrir cómo hallar la concentración molar utilizando el método de valoración.

Cuando miras a tu alrededor, incluso si estás sentado en casa, notarás muchos objetos diferentes. La mayoría de estos materiales no son puros. De hecho, son mezclas.

Las mezclas están formadas por un conjunto de compuestos diferentes. En ocasiones, la cantidad de elementos puede ser bastante alta, o a veces bastante baja, pero siempre que haya más de un elemento en un objeto, se trata de una mezcla. Un vaso de jugo de naranja, una taza de té, detergentes en el baño, o leche; todas estas sustancias son mezclas.

Sin embargo, las mezclas no se limitan solo a líquidos, los sólidos y los gases también pueden ser mezclas; incluso los organismos biológicos son mezclas muy complejas de moléculas, gases y iones disueltos en agua.

En química, hay dos tipos de mezclas:

• Mezclas homogéneas. Los componentes están uniformemente distribuidos en toda la mezcla, y solo se observa una fase de la materia. También se conocen como soluciones y pueden presentarse en estado sólido, líquido o gaseoso. No es posible separar simplemente los componentes de la mezcla, pero ninguno de los componentes ha experimentado un cambio químico. Ejemplos: agua azucarada, detergente para lavar platos, acero, líquido limpiaparabrisas, aire.

• Mezclas heterogéneas. Los componentes de la mezcla no están distribuidos uniformemente y pueden tener regiones con propiedades diferentes. Diferentes muestras de la mezcla no son idénticas. En este tipo de mezcla, siempre están presentes al menos dos fases y por lo general es posible separarlas físicamente. Algunos ejemplos de este tipo de sustancias son: la sangre, el concreto, los cubos de hielo en los refrescos de cola, la pizza, el océano Pacífico.

La concentración es uno de los parámetros más conocidos e importantes para cualquiera que trabaje con sustancias o reacciones químicas. Esta mide la cantidad de una sustancia que está disuelta en un volumen determinado de solución.

Los químicos utilizan diferentes unidades para describir la concentración. Sin embargo, el término molaridad, también conocido como concentración molar, es la forma más común de expresarla. Cuando los reactivos (compuestos) se expresan en unidades de mol, se pueden escribir con números enteros en las reacciones químicas. Esto facilita trabajar con sus cantidades. Pero primero, veamos más de cerca qué es el mol, para luego poder entender qué es la molaridad.

El mol es la unidad de medida del Sistema Internacional (SI) para la cantidad de sustancia. La definición actual fue adoptada en 1971 y se basa en el carbono-12. Dice lo siguiente:

“El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono-12; su símbolo es “mol”. Cuando se utiliza el mol, las entidades elementales deben especificarse y pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos específicos de tales partículas”

De esto se deduce que la masa molar del carbono-12 es exactamente 12 gramos por mol, M(¹²C) = 12 g/mol. La palabra “sustancia” en la definición debería especificar (ser reemplazada por el nombre de) la sustancia de interés en una aplicación particular, por ejemplo, la cantidad de cloruro de hidrógeno (HCl) o la cantidad de dióxido de carbono (CO₂). Es crucial dar siempre una especificación precisa de la entidad implicada (como se indica en la segunda parte de la definición del mol). Esto debe hacerse proporcionando la fórmula química empírica del compuesto implicado.

Según las convenciones más recientes (en vigor a partir del 20 de mayo de 2019), la definición de mol es que un mol es la cantidad de una sustancia química que contiene exactamente 6.02214076 × 10²³ partículas, como átomos, moléculas, iones, etc. Ese número se conoce como la constante de Avogadro. Su símbolo es NA o L. Utilizar el número de Avogadro 🇺🇸 proporciona una forma cómoda de considerar el peso de la sustancia y el rendimiento teórico de las reacciones químicas. Los moles te permiten leer directamente el peso de la tabla periódica (por ejemplo, 1 mol de N₂ es 28 g o 1 mol de NaCl es 58.5 g).

Podemos vincular el número de entidades X en una muestra específica N(X), con los moles de X en la misma muestra n(X), con la relación: n(X) = N(X)/NA. N(X) es adimensional, y n(X) tiene la unidad SI, el mol.

Para que no te confundas con términos químicos similares, es importante recordar que molaridad y concentración molar (M) son sinónimos. La molaridad representa la concentración de una solución. Se define como el número de moles de una sustancia o soluto, disueltos por litro de solución (¡no por litro de disolvente!).

concentración = número de moles / volumen

La siguiente ecuación te permite hallar la molaridad de una solución:

molaridad = concentración / masa molar

La concentración indica la concentración másica de la solución, expresada en unidades de densidad (normalmente g/l o g/ml).

La masa molar es la masa de 1 mol del soluto. Se expresa en gramos por mol. Es una propiedad constante de cada sustancia; por ejemplo, la masa molar del agua es aproximadamente igual a 18 g/mol.

Nuestra calculadora también puede hallar la masa de sustancia que necesitas añadir a tu solución para obtener una concentración molar deseada, según la fórmula:

masa / volumen = concentración = molaridad × masa molar

donde masa es la masa del soluto (sustancia) en gramos, y volumen es el volumen total de la solución en litros.

Las unidades de concentración molar son moles por decímetro cúbico. Se denotan como mol/dm³, así como M (pronunciado “molar”). La concentración molar del soluto a veces se abrevia poniendo entre corchetes la fórmula química del soluto, por ejemplo, la concentración de aniones hidróxido puede escribirse como [OH^-]. En muchos libros o artículos antiguos, puedes encontrar diferentes unidades de soluciones molares como moles por litro (mol/l). Recuerda que un decímetro cúbico equivale a un litro, por lo que estas dos notaciones expresan los mismos valores numéricos.

Antiguamente, los químicos solían dar las concentraciones como el peso del soluto/volumen. Hoy en día, dado que el mol se ha convertido en la forma más común de indicar la cantidad de una sustancia química, se suele utilizar la molaridad en su lugar.

Ten en cuenta que molaridad puede confundirse a menudo con el término molalidad. La molalidad suele escribirse con m minúscula, mientras que la molaridad (lo mencionado anteriormente) con M mayúscula. Explicamos la diferencia entre ambos más adelante.

1. Elige tu sustancia. Supongamos que es el ácido clorhídrico (HCl).
2. Halla la masa molar de tu sustancia. Para el ácido clorhídrico, es igual a 36.46 g/mol.
3. Decide la concentración másica de tu sustancia. Puedes introducirla directamente o rellenar las casillas de masa de la sustancia y volumen de la solución. Supongamos que tienes 5 g de HCl en una solución de 1.2 litros.
4. Convierte las expresiones anteriores para obtener una fórmula de molaridad. Como masa / volumen = molaridad × masa molar, entonces masa / (volumen × masa molar) = molaridad.
5. Sustituye los valores conocidos para calcular la molaridad: molaridad = 5 / (1.2 × 36.46) = 0.114 mol/l = 0.114 M.
6. También puedes utilizar esta calculadora de molaridad para hallar la concentración másica o la masa molar. Simplemente, introduce los valores restantes y verás cómo hace todo el trabajo por ti.

Consideremos las diferencias entre estos dos conceptos químicos de nombre similar: molaridad y molalidad. Esperamos que después de leer este párrafo no te queden dudas sobre este tema.

Ambos términos se utilizan para expresar la concentración de una solución, pero existe una diferencia significativa entre ellos. Mientras que la molaridad describe la cantidad de sustancia por unidad de volumen de solución, la molalidad define la concentración como la cantidad de sustancia por unidad de masa del disolvente. En otras palabras, la molalidad es el número de moles de soluto (materia disuelta) por kilogramo de disolvente (en el que está disuelto el soluto).

Es posible convertir de molaridad a molalidad y viceversa. Para hacer esta conversión, utiliza la siguiente fórmula:

molaridad = (molalidad × densidad_de_masa_de_la_solución) / (1 + (molalidad × masa_molar_del_soluto))

En esta tabla molaridad vs. molalidad, puedes encontrar todas las diferencias principales entre estos dos términos:

Como ya sabes, las mezclas y soluciones siempre nos rodean, y forman parte permanente del entorno. En la siguiente tabla encontrarás la lista de órdenes de magnitud de la concentración molar, con ejemplos tomados del entorno natural.

La valoración, también conocida como titulación o análisis volumétrico, es una técnica con la que puedes encontrar la concentración de una solución desconocida, basándote en su reacción química con una solución de concentración conocida. Este proceso se basa en añadir el valorante (con una concentración y volumen conocidos) a una cantidad conocida de la solución desconocida (el analito) hasta que se complete la reacción. A continuación, puedes determinar la concentración del analito midiendo el volumen de valorante utilizado.

Sigue estos pasos para determinar la molaridad de una solución desconocida utilizando el método de valoración:

1. Prepara las soluciones: pon el analito en un matraz Erlenmeyer y el valorante en una bureta.
2. Mezcla las soluciones: añade el valorante al analito hasta alcanzar el punto final. Puedes identificar este momento observando el cambio de color, usando un indicador ácido-base. Si has utilizado fenolftaleína, notarás un cambio de color de rosa a incoloro.
3. Calcula la molaridad. Emplea la fórmula de valoración. Si la relación valorante/analito es 1:1, usa la ecuación: molaridad_ácido × volumen_ácido = molaridad_de_base × volumen_de_base.

En caso de relaciones distintas a 1:1, deberás ajustar la fórmula.

Ejemplo: Se necesitan 35 ml de ácido HCl a 1.25 M para valorar una solución de 25 ml de NaOH. En ese caso, puedes utilizar la fórmula 1:1 porque un mol de HCl reacciona con un mol de NaOH. A continuación, multiplica la molaridad del ácido por el volumen del ácido, 1.25 × 35 = 43.75 y el resultado, por el volumen de la base. La molaridad de la base es igual a 43.75 / 25 = 1.75 M.