¿Qué es la molaridad y cómo se calcula?

Nuestro entorno está plagado de mezclas y soluciones, incluso al interior de nuestro cuerpo. Nuestra orina, la sangre, el agua de mar, el agua común o de lluvia, todas son disoluciones conformadas por solutos y solventes.

La molaridad mide el grado de concentración de un soluto en una solución.

Recordemos que una solución o mezcla homogénea es una combinación de sustancias representada por un solvente o sustancia presente en mayor cantidad y uno o varios solutos.

Para infinidad de cálculos químicos es importante saber qué cantidad de una sustancia se disuelve en un volumen determinado de solución; es lo que los químicos quieren decir con "concentración".

Siendo la molaridad una de los parámetros más comunes para medir la concentración en química. Definiremos el concepto de molaridad y veremos un par de ejemplos de cómo se calcula.

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¿Qué es el mol en química?

La molaridad en química se mide como “moles de soluto/ litro de solución” pero ¿Qué es un mol?

El mol es una unidad propia del Sistema Internacional de Unidades que mide la cantidad de materia o sustancia elemental trátese de átomos, moléculas, iones, radicales representativas al “número de Avogadro” igual a 6,022 x (10 ^ 23).

Así por ejemplo un mol de H2 es una cantidad de hidrógeno tal que contiene 6,022 x 10^ 23 átomos de hidrógeno y pesa aproximadamente unos 2,016 gramos.

Un mol de agua será una cantidad tal que comprende 6,022 x 10^ 23 moléculas de agua, lo que puedas contener en 18,02 gramos.

El número proviene de un acuerdo internacional de expertos basado en el número de átomos contenidos en exactamente 12 gramos (g) del isótopo de carbono “C-12”.

La conveniencia que proporciona el mol como unidad de medida fundamentada en el número de Avogadro es evidente cuando se considera, por ejemplo, los pesos de 1 mol de oxígeno, uno de agua y uno de dióxido de carbono, que son 16,00 g, 18,02 g y 44,01 g, respectivamente.

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¿Qué es la Molaridad?

La molaridad en química quiere decir concentración molar (M).

Khanacademy.org de Salman Khan nos define molaridad como el número de moles de una sustancia diluida o “soluto” contenidos en un 1 litro de solución. De manera que M = Moles de soluto/ Lt de solución.

La molaridad no debe ser confundida con “molalidad”, otra medida de concentración similar que expresa la cantidad de moles de soluto por kilogramo de solvente.

Algunos ejemplos ayudarán a aclarar el concepto de molaridad y cómo funciona.

¿Cómo se calcula la molaridad?

Considera un problema típico de estequiometria que pide la molaridad de una solución que contiene 100 g de cloruro de sodio (NaCl) en 2,5 litros de solución.

En primer lugar, determina la “masa molar” o masa de la fórmula de NaCl mediante la suma de los pesos atómicos de sus elementos (Na y Cl).

Dado que hay un átomo de sodio y uno de cloro en una molécula de cloruro de sodio tememos: 22,99 + 35,45 = 58,44 g NaCl / mol.

A continuación se calcula el número de moles contenidos en 100 g de NaCl, si sabemos que 1 mol representa 58,44 gramos de cloruro de sodio hemos de suponer que 100 gramos será un poco más de un mol.

Haremos el siguiente cálculo 100 gramos NaCl x (1 mol / 58,44 gramos NaCl) = 1,7111 moles de NaCl contenidos en 100 gramos.

Por último, calculamos la molaridad de la solución dividiendo el número de moles de NaCl entre el volumen de la solución: 1,71 moles de NaCl / 2,5 litros = 0,684 M.

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Cálculo del soluto necesario para una molaridad específica

Consideremos un caso particular y muy común en el que se da la molaridad y se pide conocer la cantidad de soluto en gramos para alcanzarla. Un procedimiento de cálculo inverso al caso anterior.

El ejemplo es hallar la masa en gramos de sulfato de sodio (Na2SO4) necesario para preparar 250 mililitros (ml) de una solución de 0,5 M.

El primer paso es calcular el número de moles de Na2SO4 requeridos multiplicando el volumen de la solución por la molaridad: 0,25 litros x 0,5 moles Na2SO4 / litro = 0,125 moles Na2SO4.

A continuación, determinamos la masa molar del compuesto sulfato de sodio: Na2SO4.

Ésta se determina mediante la suma de los pesos atómicos de sus átomos constituyentes. Una molécula de Na2SO4 contiene 2 átomos de Na (sodio), 1 átomo de S (azufre) y 4 átomos de O (oxígeno), por lo tanto el peso de su fórmula es: [22,99 x 2] + 32,07 + [16,00 x 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 g Na2SO4 / 1mol.

Finalmente, el peso de Na2SO4 requerido se calcula multiplicando el número de moles por la masa molar de la fórmula: 0,125 moles Na2SO4 x 142,1 g de Na2SO4 / mol Na2SO4 = 17,76 g Na2SO4.

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