Recapitulación de la Semana #36

La Fracción Molar

La Fracción Molar es una forma de medir la concentración que expresa la proporción en que se encuentra una sustancia respecto a los moles totales de la disolución.

La Fracción Molar de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:

Fracción molar (Xi) =	ni (moles de sustancia)
	nt (moles totales de la disolución) .

La Fracción Molar es una unidad de concentración adimensional. La suma de todas las fracciones molares de las sustancias presentes en una disolución es igual a 1:

∑xi = x1 + x2 + … +  xn = 1

Ejemplos de Cálculo de Fraccion Molar:
Ejemplo 1: Calcular la fracción molar de cada una de las sustancias de la disolución de: 10 moles de metanol, 1 mol de etanol y 8 moles de agua.

• n_t = moles totales de la disolución = n_metanol + n_etanol + n_etanol = 10 + 1+ 8 = 19
• x_metanol = n_metanol / n_t = 10 / 19 = 0,53
• x_etanol = n_etanol / n_t = 1 / 19 = 0,05
• x_agua = n_etanol / n_t = 8 / 19 = 0,42
• Podemos comprobar que la solución es correcta ya que la suma de las tres es igual a 1: 
• x_metanol + x_etanol + x_agua = 0,53 + 0,05 + 0,42 = 1

Ejemplo 2: Calcular la fracción molar de cada componente de una disolución de 40 gramos de alcohol etílico (CH3CH2OH) y 100 gramos de agua:

• peso molecular del alcohol etílico = 46 g / mol
• peso molecular del agua = 18 g / mol
• moles de alcohol etílico = n_{alcohol et.} = 40 g / 46 g · mol^-1 = 0,87 moles
• moles de agua = n_agua = 100 g / 18 g · mol^-1 = 5,56 moles
• moles totales disulución = n_t = 0,87 + 5,56 = 6,43 moles
• fracción molar del alcohol etílico = x_{alcohol et.} = n_{alcohol et.} / n_t = 0,87 / 6,43 = 0,14
• fracción molar del alcohol etílico = x_agua = n_agua / n_t = 5,56 / 6,43 = 0,86
• verificamos que la solución es correcta: x_{alcohol et.} + x_agua = 0,14 + 0,86 = 1

Partes por millón 

Molalidad: 

La Molalidad (m) o Concentración Molal es el número de moles de soluto que están disueltos en 1 kilogramo de disolvente.

La Molalidad de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:

Molalidad (m) =	n (nº de moles de soluto)	·
	Kilogramos de disolvente .

  La molalidad se expresa en las unidades (moles/Kg).

La ventaja de usar la molalidad en lugar de molaridad (moles soluto / volumen disolución) es debido a que el volumen de una disolución varía con la temperatura y de la presión. Como la molalidad no tiene en cuenta el volumen, puede medir la concentración con mayor preción.

En el laboratorio, para medir la molalidad se emplea un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para restárselo.

Ejemplos de de Molalidad:

• Ejemplo 1: calcular la molalidad de una disolución de ácido sulfúrico H₂SO₄ siendo la masa del disolvente de 600 gramos y la cantidad de ácido de 60 gramos.
  Datos: peso molecular del H₂SO₄ = 98 gramos / mol.
  
  
  En primer lugar calculamos el número de moles y a partir de ahí obtenemos la molalidad: 
  • n de H₂SO₄ = masa / peso molecular =60 gramos / 98 gramos · mol^-1 = 0,61 moles 
  • m = n / masa disolvente = 0,61 moles / 0,6 kg = 1,02 molal

• Ejemplo 2: calcular la molalidad de 20 gramos de un determinado soluto en 1 litro de disolución acuosa. La masa molar del soluto es 249,7 g / mol.
  
  Primero calculamos el nº de moles de soluto y a partir de ahí obtenemos la molalidad:
  

  • n de soluto = masa / peso molecular = 20 gramos / 249.7 gramos · mol^-1 = 0,08 moles
  • masa de disolución: es una disolución acuosa por lo tanto 1 litro de disolvente = 1 kg.
  • m = n / masa disolvente = 0,08 moles / 1 kg = 0,08 molal