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• Rosario Gomez Lopez

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Sra. Anlinés Sánchez Otero

Fracción Molar

Fracción Molar • Definición: Es la razón del número de moles de soluto en solución sobre el total del número de moles de soluto y disolvente. Símbolo utilizado X XA fracción molar soluto

XB fracción molar disolvente

Fracción molar: fórmulas XA= nA nA+ nB

XB= nB nA+ nB

Donde: nA y nB  número de moles de A y B. La suma de todas las fracciones molares de todos los componentes de una solución es igual a 1.

Ejemplo #1 ¿Cuál es la fracción molar del NaOH en una solución acuosa que contiene 22.8 % de NaOH por masa? Datos: 22.8 % NaOH X NaOH

A. Porciento por masa calcular masa soluto 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑠𝑎 = × 100 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

Asumimos que la muestra son 100 g para calcular la masa de soluto. 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 =

% 𝑚𝑎𝑠𝑎 ×, 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 100

22.8 × 100𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 100 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 22.8 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻

b. Calcular la masa de H2O 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑁𝑎𝑂𝐻 + 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝐻2 𝑂 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝐻2 𝑂 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 − 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝐻2 𝑂 = 100g − 22.8 g = 77.2 g c. Convertir de gramos a moles 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 22.8 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0.570 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 40.0 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻

77.2 𝑔 𝐻2 𝑂

1 𝑚𝑜𝑙𝐻2 𝑂 = 4.28 𝑚𝑜𝑙𝐻2 𝑂 18.02 𝑔𝐻2 𝑂

d. Calcular fracción molar

𝑋𝑁𝑎𝑂𝐻

𝑋𝑁𝑎𝑂𝐻

𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 + 𝑛𝐻2𝑂

0.0570 𝑚𝑜𝑙 = 0.570 𝑚𝑜𝑙 + 4.28 𝑚𝑜𝑙

𝑋𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0.118

Ejemplo #2 Una solución acuosa de NaCl tiene una fracción molar de 0.21. ¿Cuál es la masa de NaCl disuelta en 100 mL? La densidad de lagua es 1.0 g/mL) Datos: XNaCl 0.21 100 mL solución

A. Fracción molar H2O La XNaCl y XH O es igual a 1. 2 Por lo tanto, XH2O es 0.79

B. Despejar para mol de NaCl la fórmula de fracción molar. 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 𝑋𝑁𝑎𝐶𝑙 × (𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂) 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 𝑋𝑁𝑎𝐶𝑙 × 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝑋𝑁𝑎𝐶𝑙 × 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 C. Sustituir el valor conocido 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 0.21 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 0.21(𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂) 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 − 0.21 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 0.21(𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂) 0.79 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 0.21(𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂)

D. Utilizar la densidad del agua para convertir de mL a mole de agua.

1𝑔 𝐻2 𝑂 100 𝑚𝐿 𝐻2 𝑂 1 𝑚𝐿 𝐻2 𝑂

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 = 5.55 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 18.08 𝑔 𝐻2 𝑂

E. Despejar la ecuación del paso C para mol NaCl. 0.79 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 0.21(𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂) 0.21 × 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 0.79

0.21 × 5.5 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 0.79

𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 1.48 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙

F. Convertir de mol a gramos

54.44 𝑔 𝑁𝑎𝐶𝑙 1.48 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 86.5 𝑔 𝑁𝑎𝐶𝑙 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙

Ejercicios de práctica 1- Una solución contiene 36 % en masa de HCl. a) Calcula la fracción molar de HCl. b) Calcula la molalidad de HCl en la solución. 2- Determina la fracción molar de nitrógeno en una mezcla de gases que contiene 0.215 moles de N2, 0.345 moles de O2, 0.023 moles de CO2, 0.014 moles de SO2. ¿Cuál es la fracción molar de N2? 3-Un collar contiene 4.85 g de oro , 1.25g de plata y 2.40 g de cobre. ¿Cuál es la fracción molar de cada metal.