Convertidor de Concentración a Molaridad | % p/v a mol/L

¿Qué es un convertidor de concentración a molaridad?

Un convertidor de concentración a molaridad transforma una concentración porcentual (peso por volumen, escrita p/v) en molaridad, es decir, el número de moles de una sustancia disueltos en un litro de solución. Necesita dos números: la concentración porcentual y la masa molar de la sustancia disuelta, expresada en gramos por mol.

¿Qué es la molaridad?

La molaridad es una forma de medir cuánto de una sustancia está disuelto en un líquido. Se define como el número de moles de soluto por litro de solución.

$\text{Molaridad (M)} = \frac{\text{moles de soluto}}{\text{volumen de solución en litros}}$

La unidad es mol/L, escrita a menudo como M. Una solución de cloruro de sodio de 0,5 M contiene 0,5 moles de cloruro de sodio por cada litro de solución.

Las reacciones químicas ocurren entre partículas, no entre gramos. La molaridad indica a un químico cuántas partículas hay en un volumen dado, y por eso es la unidad habitual en los cálculos de química. El nombre formal en el SI de esta magnitud es concentración de cantidad de sustancia, definida como la cantidad de sustancia dividida por el volumen de la mezcla. La guía del NIST sobre el SI considera obsoletos los nombres «molaridad» y «M» y recomienda unidades como mol/L, pero ambos nombres siguen siendo comunes en los laboratorios.

Fórmula de porcentaje a molaridad

$\text{Molaridad (M)} = \frac{\text{Concentración porcentual (p/v)} \times 10}{\text{Masa molar (g/mol)}}$

Un porcentaje p/v significa gramos de soluto por 100 mL de solución. Al multiplicarlo por 10 se convierte en gramos por litro, ya que un litro equivale a 1.000 mL. Dividir entre la masa molar convierte los gramos en moles.

Esta fórmula solo funciona para porcentajes p/v. Un porcentaje p/p (peso por peso), común en las botellas de ácidos concentrados, también requiere la densidad de la solución (véase abajo).

Cómo calcular la molaridad a partir de la concentración porcentual

1. Multiplica la concentración porcentual por 10. Esto da la concentración en gramos por litro.
2. Divide ese número entre la masa molar de la sustancia, expresada en gramos por mol.
3. El resultado es la molaridad, en mol/L.

Por qué funciona la fórmula

Una solución p/v de 5 % contiene 5 gramos de soluto en 100 mL de solución.

1. Gramos por litro: 5 g × 10 = 50 g/L.
2. Moles por litro: 50 g/L ÷ masa molar (g/mol) = mol/L.

Ejemplo resuelto

Una solución es de cloruro de sodio (NaCl) al 5 % (p/v). La masa molar del NaCl es 58,44 g/mol.

$\text{Molaridad} = \frac{5 \times 10}{58.44} = 0.856 \text{ mol/L}$

Una solución de NaCl de 5 % es aproximadamente de 0,856 M.

Más ejemplos

• Solución salina normal (NaCl al 0,9 %): (0,9 × 10) ÷ 58,44 = 0,154 M
• Solución de glucosa al 5 % (C₆H₁₂O₆, 180,16 g/mol): (5 × 10) ÷ 180,16 = 0,278 M
• Solución de hidróxido de sodio al 10 % (NaOH, 40,00 g/mol): (10 × 10) ÷ 40,00 = 2,50 M

Los dos primeros resultados coinciden con la composición publicada de los líquidos clínicos: el NaCl al 0,9 % contiene 154 mEq/L de sodio, y la glucosa al 5 % contiene 50 g/L o 278 mM.

Cómo usar el convertidor

1. Introduce la concentración porcentual (p/v), un número entre 0 y 100.
2. Introduce la masa molar de la sustancia, en g/mol. Debe ser mayor que 0.
3. La molaridad aparece automáticamente, en mol/L.
4. Utiliza el botón de copia para copiar el resultado.

Masas molares comunes

Otras formas de expresar la concentración

Molalidad (m) cuenta los moles de soluto por kilogramo de disolvente, no de solución. No cambia con la temperatura, por lo que se utiliza para calcular los puntos de congelación y ebullición.

$\text{Molalidad (m)} = \frac{\text{moles de soluto}}{\text{masa del disolvente en kg}}$

Porcentaje en masa (p/p) es el número de gramos de soluto por 100 gramos de solución. Es común en las botellas de ácidos y bases concentrados. Para convertirlo a molaridad se necesita la densidad de la solución:

$\text{Molaridad} = \frac{\text{Porcentaje en masa} \times \text{densidad (g/mL)} \times 10}{\text{Masa molar}}$

Porcentaje en volumen (v/v) se utiliza para mezclas de líquidos, como etanol en agua. Una solución de etanol al 70 % v/v contiene 70 mL de etanol por cada 100 mL de solución total.

La normalidad (N) cuenta los equivalentes gramo por litro. Aparece en la literatura antigua sobre valoraciones. La guía del NIST la considera obsoleta y recomienda en su lugar la concentración de cantidad de sustancia.

Limitaciones de exactitud

La fórmula p/v es exacta, porque un porcentaje p/v ya se refiere al volumen de la solución. El resultado solo es tan bueno como los datos de partida, y varios factores pueden hacerlos incorrectos.

• Etiquetas p/p: Los ácidos y las bases concentrados suelen etiquetarse por masa (p/p), y sus densidades superan con creces 1 g/mL. Introducir una cifra p/p como si fuera p/v da una molaridad errónea. En su lugar, use la fórmula con corrección de densidad de la sección anterior.
• Temperatura: El volumen de una solución cambia con la temperatura, por lo que la molaridad varía ligeramente al cambiar la temperatura. La molalidad no cambia, porque se basa en la masa y no en el volumen.
• Compuestos hidratados: Algunos compuestos absorben agua en su estructura cristalina, lo que cambia su masa molar. El sulfato de cobre anhidro (CuSO₄) tiene una masa molar de 159,61 g/mol. El sulfato de cobre pentahidratado (CuSO₄·5H₂O) tiene una masa molar de 249,68 g/mol, más de 50 % mayor. Usar el valor incorrecto produce una molaridad muy alejada de la real.
• Pureza del reactivo: Los productos químicos comerciales rara vez tienen una pureza del 100 %. Un reactivo etiquetado como 98 % puro contiene 2 % de otros materiales en masa, lo que reduce ligeramente la molaridad real de una solución preparada con él.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre molaridad y molalidad?

La molaridad es el número de moles de soluto por litro de solución. La molalidad es el número de moles de soluto por kilogramo de disolvente. La molaridad cambia ligeramente con la temperatura porque el volumen del líquido cambia con la temperatura. La molalidad permanece constante porque la masa no cambia con la temperatura.

¿Por qué se usa la molaridad más que la concentración porcentual?

Las reacciones químicas ocurren entre moléculas, y la molaridad indica directamente cuántos moles de una sustancia están presentes en un volumen determinado. La concentración porcentual indica la masa, que debe convertirse en moles antes de que resulte útil para los cálculos de reacciones.

¿Cómo convierto la molaridad de nuevo a concentración porcentual?

Invierta la fórmula:

$\text{Concentración porcentual (p/v)} = \frac{\text{Molaridad} \times \text{Masa molar}}{10}$

Una solución de cloruro de sodio de 0,5 M equivale a (0,5 × 58,44) ÷ 10 = 2,92 % p/v.

¿Funciona esta fórmula para porcentajes en masa (p/p)?

No. La fórmula de esta página solo sirve para porcentajes p/v. Para convertir un porcentaje p/p a molaridad se necesita la densidad de la solución, usando la fórmula indicada anteriormente en la sección «Otras formas de expresar la concentración».

¿Afecta la densidad de la solución al resultado?

No, si el porcentaje es p/v. Una cifra p/v ya son gramos por cada 100 mL de solución, así que la densidad no interviene. La densidad importa cuando el porcentaje es p/p. Entonces hace falta la fórmula con corrección de densidad, y el error de ignorarla crece cuanto más concentrada está la solución.

¿Cómo preparo una solución de molaridad específica?

Calcule la masa necesaria mediante Masa (g) = Molaridad (mol/L) × Volumen (L) × Masa molar (g/mol). Pese esa masa, disuélvala en un volumen de disolvente inferior al volumen final, transfiérala a un matraz aforado y luego añada disolvente hasta la marca. Añadir disolvente hasta el volumen total antes de disolver el soluto es un error común, ya que puede hacer que el volumen final sea demasiado grande.

Referencias

1. National Institute of Standards and Technology. NIST Guide to the SI, Chapter 8. NIST Guide to the SI, Chapter 8 — definición c = n/V (apdo. 8.6.5); los nombres molaridad, M y normalidad están obsoletos.
2. NIST Chemistry WebBook. Sodium chloride. NIST WebBook: sodium chloride — masa molar 58,443.
3. Baldrighi M. et al. Hyperglycemic Hyperosmolar State: A Pragmatic Approach to Properly Manage Sodium Derangements. Current Diabetes Reviews (PMC). Baldrighi et al., Tabla 1 — NaCl al 0,9 %: Na⁺ 154 mEq/L; glucosa al 5 %: 50 g/L, 278 mM.