Introducción

Relevancia del Tema

Las Unidades de Concentración, en particular la Molalidad, son componentes fundamentales de la Química.
Permiten cuantificar la cantidad de soluto disuelto en un solvente, desempeñando un papel crucial en diversas aplicaciones prácticas y teóricas.
La Molalidad se destaca por ser independiente de la temperatura, lo que la hace esencial en soluciones que experimentan variaciones térmicas, como reacciones químicas y procesos biológicos.

Dentro de un currículo de Química, las Unidades de Concentración ocupan un lugar central, permitiendo la comprensión profunda de una variedad de temas, desde estequiometría hasta cinética química.
La Molalidad se inserta en este contexto como una herramienta valiosa para la resolución de problemas relacionados con la concentración de soluciones, especialmente si consideramos las limitaciones de la Molalidad en relación con la temperatura.
Al estudiar la Molalidad, profundizamos nuestra comprensión sobre la disolución de solutos en solventes, un proceso fundamental en Química.
Este tema es un paso crucial en el viaje de aprendizaje de los estudiantes, preparándolos para abordar temas más complejos en el futuro, como equilibrios químicos y teoría de soluciones.

Molalidad (m): Es la razón entre el número de moles del soluto y la masa del solvente, expresada en kg. Es una medida de la concentración en términos de moles del soluto por cada masa del solvente. A diferencia de otras unidades de concentración, es independiente de la temperatura.
Soluciones: Son mezclas homogéneas compuestas por dos o más sustancias. La sustancia presente en mayor cantidad es el solvente, mientras que la sustancia disuelta es el soluto. La concentración del soluto en la solución es fundamental para determinar sus propiedades químicas.
Moles (n): Es una unidad de medida que cuantifica la cantidad de una sustancia. Se calcula dividiendo la masa de la sustancia por su masa molar.
Masa Molar (M): Es la masa de una molécula expresada en gramos. Se calcula sumando las masas atómicas de cada átomo presente en la molécula.

Concentración: Es la cantidad de soluto presente en una cantidad definida de solvente. Se expresa en varias unidades, incluida la molalidad.
Independencia de la Temperatura: La Molalidad mantiene la misma concentración independientemente de la temperatura, convirtiéndola en una unidad ideal para soluciones que experimentan cambios de temperatura durante el proceso.

Ejemplo 1: Si tenemos una solución de 20g de soluto en 100g de solvente, ambas sustancias con una masa molar de 32g/mol, la molalidad será de:
- Masa del soluto = 20g; Masa del solvente = 100g
- Número de moles del soluto = 20g/32g/mol = 0,625 moles
- Molalidad (m) = 0,625 moles/0,100 kg = 6,25 moles/kg
Ejemplo 2: Una solución contiene 10 moles de soluto disueltos en 1kg de solvente. La molalidad de esta solución es de:
- Número de moles del soluto = 10 moles
- Masa del solvente = 1 kg
- Molalidad (m) = 10 moles/1 kg = 10 moles/kg
Caso 1: Un químico necesita preparar una solución 5 molal de NaCl. Considerando que la masa molar del NaCl es 58,5 g/mol y que la solución tendrá 1 kg de agua, el químico necesitará disolver:
- Masa del NaCl = 5 moles * 58,5 g/mol = 292,5g
- Por lo tanto, el químico necesitará disolver 292,5g de NaCl en 1 litro de agua para obtener la solución deseada.
Caso 2: En un experimento de laboratorio, un estudiante disuelve 10g de glucosa (C6H12O6) en 100g de agua. Luego, el estudiante mide la molalidad de la solución producida. Sabiendo que la masa molar de la glucosa es 180,18 g/mol, la molalidad será:
- Masa del soluto = 10g; Masa del solvente = 100g
- Número de moles del soluto = 10g/180,18 g/mol = 0,0555 moles
- Molalidad (m) = 0,0555 moles/0,100 kg = 0,555 moles/kg

Importancia de la Molalidad: En soluciones que experimentan variaciones de temperatura, es crucial utilizar la Molalidad. A diferencia de otras unidades de concentración, la Molalidad permanece inalterada, ya que se refiere al número de moles del soluto por masa del solvente, lo cual no se ve afectado por la temperatura.
Definición y Cálculo de la Molalidad: La molalidad (m) es una unidad de concentración definida como la razón entre el número de moles del soluto y la masa del solvente (en kg). Matemáticamente, se expresa como m = n / m, donde n es el número de moles del soluto y m es la masa del solvente.
Teoría sobre Soluciones: Una solución es una mezcla homogénea compuesta por uno o más solutos disueltos en un solvente. La concentración del soluto en la solución es uno de los principales factores que determinan las características de la solución.
Moles y Masa Molar: Para calcular la molalidad, es necesario tener una noción sobre moles y masa molar. Los moles son una unidad de medida que cuantifica la cantidad de una sustancia, mientras que la masa molar (M) es la masa de una molécula expresada en gramos.

Conexión con Otros Temas: El concepto de Molalidad está directamente relacionado con varios otros temas de Química, como estequiometría y cinética química. Por lo tanto, comprender y aplicar la Molalidad no solo fortalece la comprensión de esta materia, sino que también prepara a los estudiantes para temas más avanzados.
Independencia de la Temperatura: La Molalidad, al medir la concentración en función de la masa del solvente, es una unidad independiente de la temperatura. Esto la convierte en una herramienta valiosa en reacciones químicas y otros procesos que involucran variaciones de temperatura.

Calcula la molalidad de una solución que contiene 5 moles de soluto disueltos en 500g de solvente.
Determina la masa de cloruro de sodio (NaCl) que debe ser disuelta en 1,5kg de agua para preparar una solución 2 molal de NaCl. Dado: M(NaCl) = 58,5 g/mol.
Un estudiante disuelve 20g de glucosa (C6H12O6) en 200g de agua. ¿Cuál es la molalidad de la solución? (Masas molares: C = 12g/mol, H = 1g/mol, O = 16g/mol)