Ejercicios de Molaridad - Estequiometría

Hoy vamos a hablar sobre la molaridad, un concepto clave en química que a muchos estudiantes se les hace difícil por las definiciones técnicas. Pero no te preocupes, aquí te lo explico de forma clara, con ejemplos cotidianos y ejercicios resueltos paso a paso. Porque a veces lo práctico se aprende mejor que lo teórico, ¿a poco no? 😊

¿Qué dice la teoría?

Si buscamos "molaridad" en Wikipedia, encontraremos algo como esto:

“La molaridad es una medida de la concentración de un soluto en una disolución, expresada en moles por litro.”

Sí, suena un poco rebuscado al principio. Pero no te preocupes, vamos a desmenuzar esta idea y entenderla desde un ejemplo cotidiano.

Soluto y disolución: lo básico

Imagina que tienes un vaso con agua y le agregas una cucharada de azúcar.
Aquí:

• El agua es la disolución (porque es lo que hay en mayor cantidad).

• El azúcar es el soluto (porque está en menor cantidad y es lo que se disuelve).

La molaridad trata de medir cuánta cantidad de soluto hay disuelta en un volumen específico de disolución.

Solución y Soluto

Supongamos un vaso con agua, al cual le introducimos una cucharada de azúcar. La pregunta aquí será ¿Cuál es el soluto y cuál es la solución?

La solución domina siempre, es decir la solución es aquella o aquél que abundará en su totalidad, en este caso sería el vaso con agua puesto que es lo que más hay y el soluto vendría a ser la cucharada de azúcar que hemos colocado en el agua, es decir la de menor cantidad.

Con esas dos definiciones nos bastará para entender la molaridad y los ejercicios.

La molaridad se define como los moles (moléculas gramo) de soluto, en este caso sería el azúcar disueltos en un litro de solución, nuestra solución vendría a ser el agua que contenemos dentro del vaso.

Entonces ¿qué es la molaridad? según nuestro ejemplo.

La cantidad de moles del azúcar por cada litro de agua que haya en el vaso. 

Fórmula de la Molaridad

${\displaystyle M=\frac{n}{V}}$

M = molaridad en mol/l

n = número de moles

V=volumen en litros

El número de moles (n) se puede calcular por la siguiente relación:

${\displaystyle n=\frac{g}{PM}}$

dónde:

n = número de moles

g = masa en gramos

PM = peso molecular en g/mol

Ejercicios de molaridad

Solución:

Tenemos como datos principales:

${\displaystyle g=50g}$

${\displaystyle V=600ml=0.6l}$

Ahora, calculamos el peso molecular del ácido sulfúrico:

${\displaystyle H=(1)(2)=2g/mol}$

${\displaystyle S=32.06g/mol}$

${\displaystyle O=(16)(4)=64g/mol}$

${\displaystyle PM=2+32.06+64=98.06g/mol}$

Calculamos los moles:

${\displaystyle n=\frac{g}{PM}=\frac{50}{98.06}=0.51mol}$

Aplicamos la fórmula de la molaridad:

${\displaystyle M=\frac{n}{V}=\frac{0.51mol}{0.6l}=0.85M}$

Respuesta:

Por lo tanto, la molaridad de la solución es aproximadamente 0.85 M

Solución:

Análisis: Para darle solución a este problema recabamos los datos necesarios, en este caso serían los siguientes:

V = 750 ml, no lo trabajaremos como mililitros, puesto que el SI (Sistema Internacional) nos pide manejarlo con litros, por lo que convertiremos los 750 ml a litros, esto tiene como resultado: ${\displaystyle 0.75l}$

M = ${\displaystyle 0.15\frac{mol}{l}}$

PM: El peso molecular lo calcularemos sumando las masas atómicas de los elementos que forman a la molécula.

${\displaystyle Ca=40.08\frac{g}{mol}}$
${\displaystyle O=(16)(2)=32\frac{g}{mol}}$
${\displaystyle H=(1)(2)=2\frac{g}{mol}}$

Ahora sumamos todo, quedando así, ${\displaystyle PM=(40.08+32+2)\frac{g}{mol}=74.08\frac{g}{mol}}$

Aplicamos la fórmula: ${\displaystyle M=\frac{n}{V}}$
Despejamos el número de moles ( n ):

${\displaystyle n=M\cdot V}$

Reemplazamos n por ${\displaystyle \frac{g}{PM}}$
Quedando así: ${\displaystyle \frac{g}{PM}=M\cdot V}$

Como el problema nos pide gramos del hidróxido de calcio, entonces despejamos "g":

Respuesta:

${\displaystyle g=M\cdot V\cdot PM=(0.15\frac{mol}{l})(0.75l)(74.08\frac{g}{mol})=8.334g}$

Por lo que sería nuestra respuesta al problema.

Solución:

Datos conocidos:

${\displaystyle V=500ml=0.5l}$

${\displaystyle M=0.25\frac{mol}{l}}$

PM del NaCl:

${\displaystyle Na=22.99g/mol}$
${\displaystyle Cl=35.45g/mol}$
${\displaystyle PM=22.99+35.45=58.44g/mol}$

Aplicamos:

${\displaystyle g=M\cdot V\cdot PM=(0.25)(0.5)(58.44)=7.305g}$

Respuesta:

Se requieren 7.305 g de cloruro de sodio.

Solución:

Datos:

${\displaystyle g=20g}$

${\displaystyle V=400ml=0.4l}$

${\displaystyle P{M}_{NaOH}=22.99+16+1=39.99g/mol}$

Calculamos moles:

${\displaystyle n=\frac{g}{PM}=\frac{20}{39.99}=0.5mol}$

Ahora:

${\displaystyle M=\frac{n}{V}=\frac{0.5}{0.4}=1.25M}$

Respuesta:

La molaridad de la solución es 1.25 M.

Solución:

Datos:

${\displaystyle g=10g}$

${\displaystyle M=0.5\frac{mol}{l}}$

PM del ${\displaystyle HN{O}_3}$:

${\displaystyle H=1g/mol}$
${\displaystyle N=14.01g/mol}$
${\displaystyle O=(16)(3)=48g/mol}$
${\displaystyle PM=1+14.01+48=63.01g/mol}$

Calculamos moles:

${\displaystyle n=\frac{10}{63.01}=0.1587mol}$

Ahora:

${\displaystyle V=\frac{n}{M}=\frac{0.1587}{0.5}=0.3174l}$

Solución:

Se necesitan 0.3174 litros de solución.

Conclusión

La molaridad es una herramienta esencial para preparar soluciones en química, pero como viste, no es tan complicada si la explicamos con ejemplos claros y reales. Solo necesitas recordar:

• Convertir el volumen a litros

• Calcular el peso molecular correctamente

• Aplicar la fórmula de forma ordenada