Ejemplos de Fracción Molar

Química GeneralConcentracionesFracción Molar

La Fracción Molar:

La Fracción Molar es una forma de medir la concentración que expresa la proporción en que se encuentra una sustancia respecto a los moles totales de la disolución.

La Fracción Molar de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:

Fracción molar (Xi) =

ni (moles de sustancia)
 nt (moles totales de la disolución)
.

La Fracción Molar es una unidad de concentración adimensional. La suma de todas las fracciones molares de las sustancias presentes en una disolución es igual a 1:

∑xi = x1 + x2 + … +  xn = 1

Ejemplos de Cálculo de Fraccion Molar:
  • Ejemplo 1: Calcular la fracción molar de cada una de las sustancias de la disolución de: 10 moles de metanol, 1 mol de etanol y 8 moles de agua.
    • nt = moles totales de la disolución = nmetanol + netanol + netanol = 10 + 1+ 8 = 19
    • xmetanol = nmetanol / nt = 10 / 19 = 0,53
    • xetanol = netanol / nt = 1 / 19 = 0,05
    • xagua = netanol / nt = 8 / 19 = 0,42
    • Podemos comprobar que la solución es correcta ya que la suma de las tres es igual a 1: 
      • xmetanol + xetanol + xagua = 0,53 + 0,05 + 0,42 = 1

  • Ejemplo 2: Calcular la fracción molar de cada componente de una disolución de 40 gramos de alcohol etílico (CH3CH2OH) y 100 gramos de agua:
    • peso molecular del alcohol etílico = 46 g / mol
    • peso molecular del agua = 18 g / mol
    • moles de alcohol etílico = nalcohol et. = 40 g / 46 g · mol-1 = 0,87 moles
    • moles de alcohol etílico = nagua = 100 g / 18 g · mol-1 = 5,56 moles
    • moles totales disulución = nt = 0,87 + 5,56 = 6,43 moles
    • fracción molar del alcohol etílico = xalcohol et. = nalcohol et. / nt = 0,87 / 6,43 = 0,14
    • fracción molar del alcohol etílico = xagua = nagua / nt = 5,56 / 6,43 = 0,86
    • verificamos que la solución es correcta: xalcohol et. + xagua = 0,14 + 0,86 = 1

  • Ejemplo 3: Calcular la fracción molar de una disolución en agua al 12,5% en peso de metanol (CH3OH ): 
    • masa metanol = 0,125 · masa disolución = 0,125 · (masa metanol + masa agua)
    • masa agua = (1-0,125) · masa disolución = 0,875 · (masa metanol + masa agua)
    • peso molecular del metanol = 32 g / mol 
    • peso molecular del agua = 18 g / mol
    • moles de metanol = nmetanol = 0,125 · masa disolución / 32 = 0,004 ·masa disolución
    • moles de agua = nagua = 0,875 · masa disolución / 18 = 0,05 ·masa disolución
    • fracción molar del metanol = xmetanol = nmetanol / (nmetanol + nagua) = 0,004 / (0,004 + 0,05) = 0,07  
Ejercicios de Fracción Molar:

Ejercicio 1: Sea una disolución de ácido sulfúrico H2SO4 de 93% en peso y con densidad 1,83 g/ml. Calcular la fracción molar del ácido. Datos: peso molecular del H2SO4 = 98; peso molecular del agua = 18.

Ejercicio 2: Sea una disolución de 70 gramos de glicerina (C3H8O3), 20 gramos de metanol (CH3OH) y 250 gramos de agua (H2O). Calcular la fracción molar de cada uno de los componentes.

Ejercicio 3: Calcular la cantidad en gramos de cada uno de los componentes de una disolución de agua (H2O), glicerina (C3H8O3) y metanol (CH3OH) en las que: xglicerina = 0,044, xmetanol = 0,056, xagua = 0,9. Dato: el número de moles de agua es 0,56.

Ejercicio 4: Determinar la fracción molar de soluto de una disolución formada por 12 g de hidróxido de calcio, Ca(OH)2, en 200 g de agua, H2O, si la densidad de esta disolución en 1050 kgm-3. Datos:
  • Pesos atómicos: (Ca) = 40 u; (O) = 16 u; (H) = 1 u 
  • Soluto: Ca(OH)2; disolvente: H2O.

Otras Unidades de Concentración:

versión 6 (26/09/2015)