Molalidad

Summary

En química, la molalidad corresponde a la medida de la cantidad de soluto en una solución en relación con una masa dada de disolvente. Esto contrasta con la definición de molaridad, que se basa en un volumen dado de solución.

Una unidad comúnmente utilizada para la molalidad son los moles de soluto por kilogramo de disolvente; es decir, moles por kilogramo (mol/kg). Una solución de concentración 1 mol/kg a menudo se escribe como 1 molal (o 1 m). La unidad mol/kg requiere que la masa molar se exprese en kg/mol, en lugar de los habituales g/mol o kg/kmol.

Definición

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La molalidad (m), de una solución se define como la cantidad de sustancia (en moles) de soluto, n, dividida por la masa (en kg) del disolvente, m: [1]

 .

En el caso de soluciones con más de un disolvente, la molalidad puede definirse considerando a la mezcla de disolventes como un único disolvente mixto. En lugar de moles de soluto por kilogramo de disolvente, como en el caso binario, las unidades se definen como moles de soluto por kilogramo de disolvente mixto. [2]

Origen

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El término molalidad se forma por analogía con la molaridad, que es la concentración molar de una solución. El primer uso conocido de la propiedad intensiva molalidad y de su unidad adjetival, el ahora obsoleto molal, parece haber sido publicado por GN Lewis y M. Randall en la publicación de 1923 de Termodinámica y las Energías Libres de las Sustancias Químicas.[3]​ Aunque ambos términos pueden confundirse entre sí, la molalidad y la molaridad de una solución acuosa diluida son prácticamente iguales, ya que un kilogramo de agua (disolvente) ocupa el volumen de 1 litro a temperatura ambiente y una pequeña cantidad de soluto tiene un bajo efecto en el volumen.

Unidad

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La unidad del SI para la molalidad son moles por kilogramo de disolvente.

Una solución con una molalidad de 3 mol/kg a menudo se describe como "3 molal", "3 m" o "3 m ". Sin embargo, siguiendo el sistema de unidades SI, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, la autoridad de Estados Unidos en medición, considera que el término "molal" y el símbolo de unidad "m" son obsoletos, y sugiere mol/kg o una unidad relacionada del SI. [4]

Consideraciones de uso

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Ventajas

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La principal ventaja de usar la molalidad como medida de concentración es que esta depende únicamente de las masas de soluto y disolvente, que no se ven afectadas por las variaciones de temperatura y presión. Por el contrario, las soluciones preparadas volumétricamente (p. ej., concentración molar o concentración másica) tienden a variar con la variación de temperatura y presión. En muchas aplicaciones, esto supone una ventaja significativa, ya que la masa de una sustancia suele ser más importante que su volumen (p. ej., en un problema de reactivo limitante).

Otra ventaja de esta unidad de medida corresponde al hecho de que la molalidad de un soluto en una solución es independiente de la presencia o ausencia de otros solutos.

Áreas problemáticas

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La molalidad depende de la sustancia que se denominará "disolvente" en una mezcla arbitraria. Si solo hay una sustancia líquida pura en una mezcla, la elección es clara, pero no todas las disoluciones lo son: en una disolución de alcohol y agua, cualquiera de las dos podría considerarse disolvente; en una aleación o una disolución sólida, no hay una elección clara y todos los constituyentes pueden tratarse por igual. En tales situaciones, la masa o fracción molar es la especificación de composición preferida.

Véase también

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Referencias

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  1. Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. «molality». Compendium of Chemical Terminology. Versión en línea (en inglés).
  2. Sangster, James; Teng, Tjoon-Tow; Lenzi, Fabio (1976). «Molal volumes of sucrose in aqueous solutions of NaCl, KCl, or urea at 25°C». Journal of Solution Chemistry 5 (8): 575-585. doi:10.1007/BF00647379. 
  3. www.OED.com. Oxford University Press. 2011. 
  4. «NIST Guide to SI Units». sec. 8.6.8. Consultado el 17 de diciembre de 2007.