¿Cómo calcular la molaridad de una solución?

La molaridad se utiliza para medir la concentración de una solución. Se utiliza para calcular el volumen de disolvente o la cantidad de soluto. La molaridad es la concentración de una solución o sustancia en solución, medida como el número de moles de soluto por litro de solución. Se denota con la letra mayúscula «M». La partícula más pequeña de materia que puede tomar parte en una reacción química se llama átomo. La molécula está formada por dos o más átomos estrechamente unidos entre sí. El mol es una unidad fundamental del SI. Se utiliza para medir la cantidad de sustancia. Un mol de cualquier sustancia (átomo, molécula, etc.) tiene 6.022 × 10 ²³ moléculas. La masa molecular se define como la suma de las masas atómicas de todos los átomos en una molécula de una sustancia. Se expresa en la unidad de masa atómica (u). Por ejemplo,

2H ⁺ + O ₂ ⇢ H ₂ O = 1×2 +16 = 18u

La dilución es el proceso por el cual se hace una solución mediante la adición de más solvente para hacerla menos concentrada. La concentración de una solución es la cantidad de soluto en una solución. Existe una diferencia entre molaridad y masa molar, la molaridad es el número de moles de soluto por litro de solución, mientras que la masa molar es el número de gramos por mol de alguna sustancia.

Cálculo de la molaridad

La molaridad se define como el número de moles de soluto que se disuelven en un litro de solución. También se conoce como concentración molar y se denota con la letra «M».

Fórmula de molaridad

M = n/v

Dónde,

• M denota la concentración molar
• n denota el número de moles
• v denota el volumen total de solución en litros

Para calcular la molaridad de una solución utilizando la fórmula anterior,

1. Para encontrar la molaridad de una solución, dividimos el número de moles de soluto por el volumen total de litros de solución. 
2. Cuando la cantidad de soluto se da en gramos, primero debemos encontrar o calcular el número de moles de soluto.
3. Para encontrar el número de moles de soluto, podemos calcular dividiendo por la masa molecular del soluto. Entonces, cuando se divide por el volumen total, la respuesta es la molaridad.
4. El volumen de masa específica en gramos dados de solución también se puede calcular mediante el proceso encontrando el número de moles de soluto como se indicó anteriormente. Luego se divide con la molaridad dada para encontrar el volumen total de la solución.

Problemas de muestra

Problema 1: ¿Cuál es la molaridad de una solución al disolver 42,5 g de H ₂ SO ₄ en 1 litro de la solución?

Solución : 

Masa dada = 42.5g, volumen de solución = 1L 

Usando la fórmula,

M = n/v

Pero, debemos encontrar el número de moles,

n = masa dada/masa molecular

n = 42,5 g/98,076 g mol ^-1

n = 0,43 moles

Ahora divide el no. de moles con un volumen total de solución.

M = 0,43 moles/1L

M = 0,43

La molaridad del H ₂ SO ₄ es 0,43 M.

Problema 2: si el agua de mar contiene 40 g de cloruro de sodio por 500 ml, ¿cuál es la molaridad de una solución?

Solución : 

Masa dada = 40 g, volumen de solución = 500 ml

Usando la fórmula,

M = n/v

pero, debemos encontrar el número de moles

n = masa dada/masa molecular

n = 40g/58,443 g mol ^-1

n = 0,68 moles

Ahora divide el no. de moles con el volumen total de solución,

Convertir ml a L

M = 0,68 g/0,500 l

M = 1,36

La molaridad de NaCl es 1.36M.

Problema 3: ¿Cuántos moles de Na ₂ CO ₃ están presentes en 15L de una solución 2M?

Solución: 

Dado M = 2, v = 15L y n = ?

Usando la fórmula

M = n/v

2M = n/15L

n = 2M × 15L

n = 30 moles

Hay 30 moles de Na ₂ CO ₃ presentes en 15L de una solución 2M.

Problema 4: En una solución de HCL de 20,0 ml de 2,0 M, ¿cuántos moles hay presentes?

Solución: 

Dado: M = 2,0, v = 20,0 ml y n = ?

Convertir mililitros en litros 

Usando la fórmula

M = n/v

2.0M = n/0.0200L

n = 2,0M × 0,0200L

n = 0,040 moles.

Hay 0,040 moles en 20,0 ml de HCl de solución 2,0 M.

Problema 5: ¿Cuántos gramos de H ₂ SO ₄ en peso se requieren para hacer 950 ml de solución 0,500 M?

Solución: 

Dado: M = 0.500, v = 950ml

M = n/v

Para encontrar la masa (gramos),

Mv = n

Donde n = masa/masa molecular

Mv = masa/masa molecular

0.500M × 0.950L = x/98.0768 g mol ^-1

x = 0.500M × 0.950L × 98.0768 g mol ^-1

x = 46,6 g

Se requieren 46,6 gramos de H ₂ SO ₄ en peso para hacer 950 ml de solución 0,500 M.

Problema 6: ¿Cuántos gramos de Ca(OH) ₂ se necesitan para hacer 250 ml de solución 0.350M?

Solución: 

Dado M = 0,350, v = 250ml

M = n/v

Para encontrar la masa (gramos),

Mv = n

n = masa/masa molecular

n = x/74,0918 g mol ^-1

Mv = x/74,0918 g mol ^-1

x = 0.350M × 0.250L × 74.0918 g mol ^-1

x = 6,48 g

Se necesitan 6,48 g de Ca(OH) _{2 para preparar 250 ml de solución 0,350 M.}

Problema 7: ¿Cuál es el volumen total en ml de HCl 10,0 M que se necesita para contener 5,00 moles de solución de HCl?

Solución: 

Dado M = 10,0, n = 5,00 moles y v = ?

Usando la fórmula,

M = n/v

v = n/M

v = 5,00 moles/10,00 M

v = 0.500L

Convertir litros a mililitros,

v = 500ml

Por lo tanto, se necesitan 500 ml de volumen para hacer que HCl 10,0 M contenga 5,00 moles de solución de HCl.

Problema 8: ¿Cuál es la molaridad de 25 g de solución de NaCl, que se disuelven en agua para producir 2L de la solución?

Solución: 

Masa dada = 25g, v = 2L y M = ?

Primero, debemos convertir gramos en moles dividiendo con un peso molecular de NaCl de 58,4 g/mol.

M = n/v

n = masa dada/masa molecular

n = 25 g/58,4 g mol ^-1

n = 0,42 moles.

Ahora divide el no. de moles con el volumen total de solución

M = 0,42 moles/2L

M = 0,2

La molaridad del NaCl es 0,2 M.