Molaridad — Fórmula, dilución y ejercicios

La molaridad es la concentración de una disolución expresada en moles de soluto por litro de disolución. Para calcularla, usa $M = n/V$, convierte el volumen final a litros y, si hace falta, convierte primero los gramos a moles.

La fórmula básica es

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

donde $M$ es la molaridad, $n$ son los moles de soluto y $V$ es el volumen final de la disolución en litros.

Si solo recuerdas un detalle, recuerda el denominador: la molaridad usa litros de disolución, no litros de disolvente. Si un problema dice "completa la disolución hasta $250\ \mathrm{mL}$", ese volumen final de la disolución es el dato que necesitas.

Qué significa la fórmula de la molaridad

Una disolución de $1.0\ \mathrm{M}$ contiene $1.0$ mol de soluto por $1.0$ litro de disolución. No significa que hayas añadido el soluto a exactamente $1.0$ litro de agua. Después de mezclar, lo que importa es el volumen final de la disolución.

Por eso la molaridad es útil en el laboratorio: el volumen final de la disolución es algo que puedes medir directamente con matraces, pipetas y buretas.

Cómo calcular la molaridad a partir de moles o gramos

Usa siempre la misma secuencia:

1. Halla la cantidad de soluto en moles.
2. Convierte el volumen final de la disolución a litros.
3. Divide los moles entre los litros de disolución.

Si el problema da masa en lugar de moles, convierte primero:

$$n = \frac{\text{mass}}{\text{molar mass}}$$

Por ejemplo, si conoces la masa del soluto en gramos y su masa molar en $\mathrm{g/mol}$, este paso te da el número de moles necesario para la fórmula de la molaridad.

Ejemplo resuelto: molaridad a partir de gramos y volumen

Supón que se disuelven $5.84\ \mathrm{g}$ de NaCl y que el volumen final de la disolución es $500\ \mathrm{mL}$. Halla la molaridad.

Primero convierte los gramos a moles. Usando una masa molar de aproximadamente $58.44\ \mathrm{g/mol}$ para el NaCl,

$$n = \frac{5.84}{58.44} \approx 0.100\ \mathrm{mol}$$

Ahora convierte el volumen:

$$500\ \mathrm{mL} = 0.500\ \mathrm{L}$$

Luego aplica la fórmula de la molaridad:

$$M = \frac{0.100}{0.500} = 0.200\ \mathrm{mol/L}$$

Así que la disolución es

$$0.200\ \mathrm{M}$$

Ese recorrido completo es el patrón detrás de muchos cálculos de molaridad: gramos -> moles -> litros -> molaridad.

Cuándo funciona la fórmula de dilución

Cuando diluyes una disolución, añades disolvente pero mantienes constante la cantidad del mismo soluto. En esa condición, los moles antes y después de la dilución son iguales, lo que da

$$M_1 V_1 = M_2 V_2$$

Esta ecuación solo funciona si se está diluyendo el mismo soluto y no se pierde ni se consume soluto en una reacción.

Ejemplo rápido

Si tomas $25.0\ \mathrm{mL}$ de una disolución de NaCl de $1.20\ \mathrm{M}$ y la diluyes hasta $100.0\ \mathrm{mL}$, entonces

$$M_2 = \frac{M_1 V_1}{V_2} = \frac{(1.20)(25.0)}{100.0} = 0.300\ \mathrm{M}$$

La concentración disminuye porque la misma cantidad de soluto queda repartida en un volumen final mayor.

Errores comunes en los cálculos de molaridad

Usar mililitros como si fueran litros

Si pones $250\ \mathrm{mL}$ en $M = n/V$ como $250$ en lugar de $0.250$, tu respuesta será incorrecta por un factor de $1000$.

Usar el volumen del disolvente en lugar del volumen de la disolución

La molaridad se basa en el volumen final de toda la disolución. Si el problema dice "diluye hasta $1.00\ \mathrm{L}$", usa $1.00\ \mathrm{L}$.

Saltarse la conversión de gramos a moles

La masa no entra directamente en la fórmula de la molaridad. Primero necesitas moles.

Usar $M_1 V_1 = M_2 V_2$ en el problema equivocado

Ese atajo es solo para diluciones. Si una reacción química cambia la cantidad de soluto, usa moles y la ecuación ajustada en su lugar.

Dónde se usa la molaridad en química

La molaridad aparece en la preparación de disoluciones, las valoraciones, los procesos de dilución y la estequiometría de disoluciones. Es especialmente útil cuando el problema se basa en volúmenes medidos.

Como la molaridad depende del volumen, puede cambiar si la temperatura cambia lo suficiente como para modificar apreciablemente el volumen de la disolución. En la mayoría de los problemas introductorios, ese efecto se ignora salvo que la pregunta lo señale.

Dos ejercicios rápidos de molaridad

Intenta resolverlos sin volver a mirar el ejemplo resuelto:

1. ¿Cuál es la molaridad de una disolución preparada disolviendo $0.250\ \mathrm{mol}$ de glucosa y llevando el volumen final a $1.00\ \mathrm{L}$?
2. ¿Cuál es la nueva concentración si $50.0\ \mathrm{mL}$ de una disolución de $0.80\ \mathrm{M}$ se diluyen hasta $200.0\ \mathrm{mL}$?

Respuestas:

1. $0.250\ \mathrm{M}$
2. $0.20\ \mathrm{M}$

Prueba un problema parecido

Haz tu propia versión cambiando solo un número del ejemplo resuelto, como la masa del soluto o el volumen final, y resuélvelo otra vez desde el principio. Si quieres un caso cercano que use la misma lógica de concentración dentro de una reacción, continúa con Titration Calculations.