Masas atómicas redondeadas (como en clase):
Hidróxido de sodio NaOH
1 × Na → 1 × 23,0 = 23,0
1 × O → 1 × 16,0 = 16,0
1 × H → 1 × 1,0 = 1,0
Masa molar = 23,0 + 16,0 + 1,0 = 40,0 g/mol
Agua H2O
2 × H → 2 × 1,0 = 2,0
1 × O → 1 × 16,0 = 16,0
Masa molar = 2,0 + 16,0 = 18,0 g/mol
El hidróxido de sodio es el soluto de los cálculos; no es una receta para prepararlo en casa.
| Forma | Definición de esta lección | Denominador |
|---|---|---|
| % en masa | (masa de soluto / masa de disolución) · 100 | soluto + disolvente |
| % en volumen | (volumen de soluto / volumen de disolución) · 100 | el volumen medido de la disolución |
| g/L | masa de soluto en gramos / volumen de disolución en litros | litros de disolución |
| Fracción molar χ | n de ese componente / n totales | suma de moles |
Los volúmenes de soluto y de disolvente no se suman solos. Si el enunciado da el volumen de la disolución, usas ese. No inventes una densidad de tabla: esta lección no trae la del NaOH real.
disolución → 200,0 g
soluto → 20,0 g
Agua = 200,0 − 20,0 = 180,0 g
masa de soluto → 20,0 g
masa de disolución → 200,0 g
20,0 / 200,0 = 0,100
% en masa = 0,100 × 100 = 10,0 %
20,0 / 180,0 = 0,1111…
20,0 / 180,0 × 100 = 11,111… % (no es el % en masa)
20,0 g / 0,250 L = 80,0 g/L
200,0 / 0,250 = 800 g de disolución por litro
10,0 % de 800 = 0,100 × 800 = 80,0 g/L
n(NaOH) = 20,0 / 40,0 = 0,500 mol
n(agua) = 180,0 / 18,0 = 10,0 mol
Total = 0,500 + 10,0 = 10,5 mol
χ(NaOH) = 0,500 / 10,5 = 1/21
χ(agua) = 10,0 / 10,5 = 20/21
Suma: 1/21 + 20/21 = 21/21 = 1
El porcentaje en volumen va aparte, porque aquí el soluto es sólido. Caso líquido: se enrasa una disolución a 150,0 mL y el soluto aportó 30,0 mL. Esos 150,0 mL son el volumen de la disolución ya hecha, no 30 más «el resto» calculado a ojo.
volumen de soluto → 30,0 mL
volumen de disolución → 150,0 mL
30,0 / 150,0 = 0,200
% en volumen = 0,200 × 100 = 20,0 %
Escribes las cifras en el editor. El reparto soluto/disolvente se dibuja en el lienzo.
15,0 g de soluto y disolución de 75,0 g. ¿Qué porcentaje en masa es? ¿Qué error cometes si divides 15 entre 60?
El disolvente pesa 60,0 g, pero no es el denominador. Ese 25 no es el porcentaje en masa.
15,0 / 75,0 = 0,200
% en masa = 0,200 × 100 = 20,0 %
15 / 60 = 0,25
15 / 60 × 100 = 25 % (error: denominador disolvente)
12,0 g de soluto en 0,150 L de disolución. ¿Cuántos g/L son?
El volumen tiene que estar en litros. Si dejas 150 mL en el denominador te sale 0,080 y has mezclado unidades: 12,0 g / 150 mL no es g/L.
12,0 g / 0,150 L
= 80,0 g/L
Un soluto líquido aporta 25,0 mL y la disolución enrasada ocupa 200,0 mL. ¿Qué % en volumen es? ¿Puedes decir cuánta agua se echó, en mililitros?
No puedes decir que el agua fueron 175 mL: los volúmenes no tienen por qué sumarse. El dato bueno es el volumen de la disolución, 200,0 mL.
25,0 / 200,0 = 0,125
% en volumen = 0,125 × 100 = 12,5 %
40,0 g de NaOH, disolución de 400,0 g, volumen dato 0,500 L. Calcula % en masa, g/L, moles de NaOH, moles de agua y las dos fracciones. Comprueba la suma.
Es el ejemplo escalado: el porcentaje, los g/L y la fracción no cambian.
Agua = 400,0 − 40,0 = 360,0 g
40,0 / 400,0 = 0,100
% en masa = 0,100 × 100 = 10,0 %
g/L = 40,0 / 0,500 = 80,0
n(NaOH) = 40,0 / 40,0 = 1,00 mol
n(agua) = 360,0 / 18,0 = 20,0 mol
total = 1,00 + 20,0 = 21,0 mol
χ(NaOH) = 1,00 / 21,0 = 1/21
χ(agua) = 20,0 / 21,0 = 20/21
Suma: 1/21 + 20/21 = 1
Alguien dice que 20,0 g de NaOH en 180,0 g de agua son el 11,1 % en masa, porque 20/180 · 100 ≈ 11,1. Corrige la cifra y di qué masa falta en el denominador.
Eso no es el porcentaje en masa. Falta sumar el propio soluto al denominador. 100/9 no se usa como respuesta.
20,0 / 180,0 = 100/9 ≈ 11,1
20,0 / 180,0 × 100 ≈ 11,1 % (error)
disolución = 180,0 + 20,0 = 200,0 g
20,0 / 200,0 = 0,100
% en masa = 0,100 × 100 = 10,0 %
En el lienzo, una barra de disolución: un trozo para 20,0 g de NaOH y otro, mucho mayor, para 180,0 g de agua. No hace falta la escala al milímetro; sí que se vea que el agua es nueve veces el soluto en masa (180/20 = 9).
En la vida real
Las tres opciones están a la misma proporción. Escribe el % en masa, los g/L y la fracción molar del NaOH como 1/21. Al comprobar, la barra se dibuja en el lienzo de abajo.
8,0 g de NaOH, disolución de 80,0 g, volumen dato 0,100 L. En el editor: % en masa, g/L, moles de NaOH, moles de agua y las dos fracciones, con la suma. En el lienzo, la barra 8 frente a 72. M(NaOH) = 40,0 y M(agua) = 18,0. El volumen es dato del enunciado, no una densidad de tabla.
8,0 / 80,0 = 0,100
% en masa = 0,100 × 100 = 10,0 %
g/L = 8,0 / 0,100 = 80,0
agua = 80,0 − 8,0 = 72,0 g
n(NaOH) = 8,0 / 40,0 = 0,200 mol
n(agua) = 72,0 / 18,0 = 4,00 mol
total = 0,200 + 4,00 = 4,20 mol
χ(NaOH) = 0,200 / 4,20 = 1/21
χ(agua) = 4,00 / 4,20 = 20/21
Suma: 1/21 + 20/21 = 1
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