¿Qué es la molalidad? Definición y fórmula

Conceptos fundamentales

En este tutorial sobre la molalidad, aprenderás la definición, la importancia y cómo calcular la molalidad para comprender la concentración de una solución. Se proporcionan ejemplos de cálculo.

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Vocabulario

Molalidad ( $m$ ): Medida de la concentración que utiliza el número de moles de soluto por masa de disolvente.
Soluciones: mezclas homogéneas formadas por un soluto y un disolvente
Propiedades coligativas: características de una solución que dependen de la concentración de iones del soluto
Molaridad ( $M$ ): Medida de la concentración que utiliza el número de moles de soluto por litro de solución

Conceptos básicos de las soluciones

Las soluciones son mezclas con componentes homogéneos. Además, estas mezclas pueden estar formadas por cualquier estado de la materia. Las soluciones constan de dos componentes: el soluto y el disolvente. El soluto es la parte menor o disuelta de la solución. En comparación, el disolvente disuelve el soluto. Por ejemplo, en la solución de mesa en agua, la sal es el soluto y el agua es el disolvente.

Componentes de una solución
https://chem.libretexts.org/Courses/Palomar_College/PC%3A_CHEM100_-_Fundamentals_of_Chemistry/13%3A_Solutions/13.02%3A_Solutions%3A_Homogeneous_Mixtures

¿Qué es la molalidad?

La molalidad, o concentración molal, se refiere al número de moles de soluto dividido por la masa de disolvente, en kilogramos, mol∕kg. Este término es útil para comprender la concentración de una solución porque su fórmula es independiente de la temperatura y la presión. Así, las propiedades coligativas dependen de la molalidad. Las propiedades coligativas incluyen la elevación del punto de ebullición, la depresión del punto de congelación, la disminución de la presión de vapor y la presión osmótica.

Cálculo de la molalidad

Fórmula:

$\begin{align*} \text{Molality} = \frac{\text{mol de solute}}{\text{kg de disolvente}} \end{align*}$

Ejemplo: ¿Cuál es la molalidad de una muestra de $52 \text{g}$ sal de mesa (NaCl) en una muestra $75 \text{kg}$ de agua?

En este problema de ejemplo, se proporcionan la masa del soluto (sal de mesa) y la masa del disolvente (agua). Utilizando las unidades de la fórmula de la molalidad ( $\text{mol/kg}$ ), determine si los componentes del problema de ejemplo tienen las unidades correctas. En este ejemplo, no se proporciona el número de moles de soluto, pero con la masa conocida del soluto, se puede determinar el número de moles de soluto. Para calcular el número de moles de NaCl, utilice la masa molar del NaCl. En $1 \text{mole}$ de NaCl, hay $58.44 \text{g}$ de NaCl. Conocida esta masa molar de NaCl, se puede calcular la conversión de gramos a moles mediante el análisis dimensional.

$\begin{align*} 52\text{g}NaCl\left(\frac{1\text{mol}NaCl}{55.48\text{g}NaCl}\right) = 0.89\text{mol}NaCl \end{align*}$

Volviendo a la fórmula de la molalidad, las unidades correctas son $\text{mol/kg}$ . La masa del disolvente con las unidades correctas se proporciona en el problema, por lo que no es necesario el análisis dimensional. Por lo tanto, se divide el número de moles de soluto por la masa del disolvente para calcular la molalidad de la solución.

$\begin{align*} \frac{0.89\text{mol}NaCl}{75\text{kg}H_{2}O} = 0.012\text{mol/kg}NaCl \end{align*}$

Molalidad y molaridad

Del mismo modo, la molaridad es útil para calcular la concentración de una solución. La molaridad mide el número de moles de soluto por volumen de solución, mol∕L, o el número de moles por un litro de solución. Además, la molaridad depende de la temperatura y se ve afectada por las propiedades coligativas.

Molaridad	Molalidad
Relación entre los moles de soluto y el volumen de la solución en litros	Relación entre los moles de soluto y la masa del disolvente en kilogramos
Representado por ‘ $M$ ‘	Representado por ‘ $m$ ‘
$M = \frac{\text{mol de soluto}}{\text{litros de solución}}$	$m = \frac{\text{mol de soluto}}{\text{kg de disolvente}}$
Depende del volumen de toda la solución	Depende sólo de la masa de disolvente
Depende de la presión y la temperatura	Independiente de los cambios de presión y temperatura
Unidades: $mol/L$	Unidades: $mol/kg$

Tabla comparativa entre molalidad y molaridad

Problemas prácticos de molalidad

Fórmula:

$\begin{align*} \text{Molalidad} = \frac{\text{mol de soluto}}{\text{kg de solvent}} \end{align*}$

Recuerda reconocer las unidades ( $\text{mol/kg}$ )

Calcula la molalidad de una disolución formada por $35\text{g}$ MgCl₂disueltoen $100\text{mL}$ agua. La masa molar del MgCl₂ es $95.21\text{g/mol}$ y la densidad del agua es $1\text{g/mL}$ .
Calcula la molalidad de una disolución de $20\text{g}$ etanol disuelto en $300\text{mL}$ acetona. La masa molar del etanol es $46.07\text{g/mol}$ y la densidad de la acetona es $0.790\text{g/mol}$ .
Calcula el número de gramos de NaCl disueltos en $10\text{kg}$ de agua. La molalidad de la disolución es $0.64\text{mol/kg}$ y la masa molar del NaCl es $55.48\text{g/mol}$ .