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 (masa por volumen, escrita m/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 están presentes en un volumen determinado, por lo que es la unidad estándar para los cálculos químicos. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) incluye la molaridad como una forma estándar de expresar la concentración.

Fórmula de porcentaje a molaridad

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

Un porcentaje m/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 m/v. Un porcentaje m/m (masa por masa), 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 m/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 de cloruro de sodio (NaCl) es de 5 % (m/v). La masa molar del NaCl es de 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

Cómo usar el convertidor

1. Introduce la concentración porcentual (m/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. Usa el botón de copiar para copiar el resultado.

Los resultados inferiores a 10 mol/L se muestran con tres cifras significativas. Los resultados de 10 mol/L o superiores se muestran con un decimal.

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 (m/m) 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:

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

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.

Normalidad (N) cuenta los equivalentes-gramo por litro. Aparece en la bibliografía más antigua sobre valoraciones, pero en gran medida ha sido reemplazada por la molaridad en la química moderna.

Limitaciones de exactitud

La conversión en sí es exacta para un porcentaje m/v. Un porcentaje m/v ya cuenta los gramos de soluto en un volumen fijo de solución, por lo que la densidad de la solución nunca interviene en el cálculo. Los errores proceden de los números introducidos.

• Usar por error un porcentaje m/m: Los ácidos y bases concentrados se etiquetan por masa (m/m), no por volumen. El ácido clorhídrico concentrado es aproximadamente 37 % m/m, con una densidad cercana a 1,19 g/mL, lo que equivale aproximadamente a 44 % m/v, o cerca de 12,1 mol/L. Introducir 37 en lugar de 44 subestima la molaridad aproximadamente en una sexta parte. Primero conviértelo usando la fórmula de densidad anterior.
• Soluciones muy densas: Un porcentaje m/v puede superar 100 cuando una solución es mucho más densa que el agua. El ácido sulfúrico concentrado, aproximadamente 96 % m/m con una densidad de 1,84 g/mL, equivale aproximadamente a 177 % m/v, o cerca de 18 mol/L. Este convertidor solo acepta porcentajes de 0 a 100, por lo que las cifras superiores a 100 deben calcularse manualmente.
• 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 molecular. El sulfato de cobre anhidro (CuSO₄) tiene una masa molecular de 159,61 g/mol. El sulfato de cobre pentahidratado (CuSO₄·5H₂O) tiene una masa molecular 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?

Invierte la fórmula:

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

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

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

No. La fórmula de esta página solo sirve para porcentajes m/v. Para convertir un porcentaje m/m 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. Un porcentaje m/v ya indica los gramos de soluto por 100 mL de solución, por lo que el volumen queda fijado por la definición y la densidad no interviene. La densidad solo es necesaria para convertir un porcentaje m/m, que indica los gramos por 100 gramos de solución, en un porcentaje m/v o una molaridad.

¿Cómo preparo una solución de molaridad específica?

Calcula la masa necesaria mediante Masa (g) = Molaridad (mol/L) × Volumen (L) × Masa molecular (g/mol). Pesa esa masa, disuélvela en un volumen de disolvente inferior al volumen final, transfiérela a un matraz aforado y luego añade 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. Libro de Oro de la IUPAC – Concentración de cantidad de sustancia
2. Convertidor de concentración a molaridad | % m/v a mol/L
3. Harris, D. C. (2015). Análisis químico cuantitativo (9.ª ed.). W. H. Freeman and Company.
4. Farmacopea de los Estados Unidos (USP)