Calculadora de Molaridad y Molalidad 2026: M=n/V, M⇔m Interconversión Exacta y Propiedades Coligativas ΔTb/ΔTf
Calcula la molaridad M desde moles, masa o % con densidad. Muestra M, mmol/L, g/L, ppm y % m/v. Interconvierte M⇔molalidad m con fórmula exacta vía densidad. Propiedades coligativas: elevación del punto de ebullición ΔTb y descenso crisoscópico ΔTf para agua, etanol, benceno y acetona con factor de van’t Hoff i. PDF y WhatsApp.
Molaridad M = n/V desde distintas fuentes
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Molaridad, molalidad y otras expresiones de concentración en química
La molaridad y la molalidad son las dos expresiones de concentración más importantes en química cuantitativa, y aunque suenan similares, miden cosas distintas y se usan en contextos diferentes. Comprender cuándo usar cada una es fundamental para cualquier químico, técnico de laboratorio o estudiante de química en América Latina. La molaridad describe cuántos moles de soluto hay por litro de solución total; la molalidad describe cuántos moles de soluto hay por kilogramo de disolvente puro. Esta diferencia, aunque sutil, es crítica cuando se calculan propiedades que dependen solo de la cantidad de partículas de soluto, no del volumen total de la solución.
Molaridad M (mol/L): concentración más usada en química analítica
La molaridad M = n/V, donde n son los moles de soluto y V el volumen de solución en litros. Es la unidad de concentración más usada en laboratorios de química analítica, bioquímica y farmacia en toda América Latina. Ventajas: fácil de preparar (aforar a un volumen conocido en matraz volumétrico), fácil de usar en estequiometría (los moles de soluto son M × V). Limitación principal: depende de la temperatura, porque el volumen de una solución cambia con la temperatura. Si una solución 1M de NaOH se preparó a 20°C y se usa a 40°C, su molaridad real habrá cambiado ligeramente porque el volumen se expandió.
Molalidad m (mol/kg): concentración para propiedades coligativas
La molalidad m = n/kg_disolvente, donde el denominador es la masa del disolvente puro (no de la solución). La molalidad es independiente de la temperatura porque la masa no cambia con T. Por esto se usa en propiedades coligativas (descenso crioscópico, elevación ebulloscópica, presión osmótica) donde la relación soluto:disolvente a nivel molecular es lo que importa, no el volumen total. Para soluciones acuosas diluidas (menos de ~0.5 mol/L), M ≈ m en valor numérico porque la densidad del agua es ≈1 g/mL y la masa del soluto es pequeña. Para soluciones concentradas, la diferencia es significativa.
Diferencia clave entre M y m: dependencia de la temperatura y el disolvente
La relación exacta entre M y m es: m = M / (ρ − M×M_m/1000), donde ρ es la densidad de la solución en g/mL y M_m la masa molar del soluto en g/mol. Para solución de NaCl 1M (ρ≈1.040 g/mL, M_m=58.44): m=1/(1.040−1×58.44/1000)=1/(1.040−0.05844)=1/0.9816=1.019 mol/kg. Solo un 1.9% de diferencia a concentración 1M. Para H₂SO₄ 18M (ρ≈1.84 g/mL, M_m=98.08): m=18/(1.84−18×98.08/1000)=18/(1.84−1.765)=18/0.075=240 mol/kg — una diferencia enorme que solo se puede calcular con la fórmula exacta que usa esta calculadora.
Propiedades coligativas: elevación del punto de ebullición y descenso crioscópico
Las propiedades coligativas dependen solo del número de partículas de soluto disueltas, no de su naturaleza química. Las más importantes son: Elevación ebulioscópica: ΔTb = Kb × m × i, donde Kb es la constante ebullioscópica del disolvente (0.512 °C·kg/mol para agua), m la molalidad y i el factor de van’t Hoff (número de iones o partículas que produce 1 mol de soluto: i=1 para glucosa, i≈2 para NaCl, i≈3 para CaCl₂). Descenso crioscópico: ΔTf = Kf × m × i. El Kf del agua es 1.860 °C·kg/mol; del benceno 5.12 (lo que hace del benceno un buen sistema para determinar masas molares). Estas leyes se aplican en: fabricación de anticongelantes para autos en zonas frías de Argentina y Chile, preparación de soluciones de diálisis en hospitales latinoamericanos, y determinación de masas molares de polímeros en laboratorios universitarios.
¿Cómo funciona esta calculadora de molaridad y molalidad?
Tres modos que cubren desde la preparación básica de soluciones hasta el cálculo de propiedades físicas avanzadas.
Modo 1: Molaridad desde masa, moles, % y densidad
Tres sub-modos para diferentes escenarios: (1) Si conoces los moles: M=n/V_L. (2) Si conoces la masa del soluto: n=masa/M_m, M=n/V_L. (3) Si conoces el % de concentración: para %m/v, M=%×10/M_m; para %m/m con densidad, M=ρ×%×10/M_m. En todos los casos muestra también g/L, mmol/L, ppm (mg/L) y %m/v equivalentes, y la masa del soluto si es calculable. La gráfica logarítmica compara las magnitudes numéricas de todas las expresiones.
Modo 2: Interconversión Molaridad ↔ Molalidad
Dado M (mol/L), M_m (g/mol) y ρ (g/mL): m=M/(ρ−M×M_m/1000). Dado m, M_m y ρ: M=m×ρ×1000/(1000+m×M_m). Requiere la densidad de la solución (no del disolvente), que se puede medir con un picnómetro o buscar en tablas de la literatura. También calcula %m/m, %m/v, g/kg de disolvente y fracción molar (para disolvente acuoso). La gráfica muestra la curva M vs m para diferentes concentraciones, con el punto actual marcado.
Modo 3: Propiedades coligativas (ΔTb, ΔTf) desde molalidad
Ingresa la molalidad m, selecciona el disolvente (agua, etanol, benceno, CCl₄, acetona) y el factor de van’t Hoff i. Calcula: ΔTb=Kb×m×i (elevación del punto de ebullición), ΔTf=Kf×m×i (descenso del punto de fusión). Muestra los nuevos puntos de ebullición y fusión de la solución. La gráfica compara T_b y T_f del disolvente puro vs la solución. Útil para calcular la concentración de anticongelante necesaria, la temperatura de congelación de un suero de IV, o determinar masas molares experimentalmente.
3 Ejemplos Reales de Molaridad y Molalidad en América Latina
Caso 1: Solución de NaCl 0.9% para suero IV en hospitales (LatAm)
Suero fisiológico 0.9% m/v NaCl. M_m(NaCl)=58.44 g/mol. M=%×10/M_m=0.9×10/58.44=0.154 mol/L=154 mmol/L. Para 500 mL: n=0.154×0.5=0.077 mol=4.50 g NaCl. ρ(0.9% NaCl)=1.0069 g/mL. Molalidad: m=0.154/(1.0069−0.154×58.44/1000)=0.154/0.9979=0.1543 mol/kg.
Para soluciones diluidas como el suero fisiológico (0.9%), la molaridad y la molalidad son prácticamente iguales porque la densidad ≈1 g/mL y la masa del soluto es pequeña. Sin embargo, para soluciones parentéricas concentradas (glucosa 50%, KCl 15%), la diferencia entre M y m se vuelve significativa para preparaciones exactas. El INVIMA Colombia y la COFEPRIS México exigen control de calidad de las soluciones parenterales incluyendo concentraciones expresadas en mEq/L (miliequivalentes/L), que se derivan directamente de la molaridad multiplicada por la valencia del ión.
Caso 2: Anticongelante (etilenglicol) para autos en zona patagónica (Argentina)
El etilenglicol (C₂H₆O₂, M_m=62.07 g/mol) se usa como anticongelante. Para que el agua no congele a −15°C (invierno en Patagonia): ΔTf=Kf×m×i. i=1 (no electrolito). m=ΔTf/Kf=15/1.860=8.065 mol/kg. Masa de glicol/L agua: 8.065×62.07=500.5 g/kg=500.5 g/L agua. Concentración másica: 500.5/(500.5+1000)×100=33.3% m/m.
El descenso crioscópico con etilenglicol es la base del anticongelante de radiador más usado en Latinoamérica. En la Patagonia argentina (Bariloche, Ushuaia) las temperaturas invernales pueden llegar a −20°C. Para proteger contra esas temperaturas, se necesita una mezcla de ≈40% de glicol en agua. Las fórmulas de propiedades coligativas permiten calcular exactamente qué concentración usar. La norma argentina IRAM especifica los requisitos técnicos para anticongelantes de radiador, basados en el descenso crioscópico medido según normas de laboratorio.
Caso 3: Solución de H₂SO₄ al 98% — molaridad desde %m/m y densidad (México)
H₂SO₄ 98% m/m, ρ=1.840 g/mL, M_m=98.079 g/mol. M=ρ×%×10/M_m=1.840×98×10/98.079=18.37 mol/L. Molalidad: m=18.37/(1.840−18.37×98.079/1000)=18.37/(1.840−1.802)=18.37/0.038=483 mol/kg.
La enorme diferencia M=18.37 vs m=483 mol/kg ilustra por qué se usa la fórmula exacta para ácidos concentrados.
El ácido sulfúrico concentrado (98%, 18 mol/L) es el reactivo industrial más producido del mundo y una materia prima clave en la industria minera de México (tratamiento de minerales de cobre y zinc en Sonora), Colombia (minería de oro) y Perú (concentración de minerales polimetálicos). La industria química mexicana (Grupo Infra, Cydsa) produce H₂SO₄ para fertilizantes, tratamiento de metales y síntesis química. Para el HCl concentrado (37%, ρ=1.19): M=12.07 mol/L pero m=16.35 mol/kg, una diferencia del 35% que solo la fórmula exacta M↔m captura correctamente.
3 Consejos de Expertos para Químicos y Técnicos de Laboratorio
Para preparar soluciones de alta precisión, usa SIEMPRE el matraz aforado, nunca la probeta
Un matraz aforado de 1L tiene un error de ±0.4 mL (±0.04%), mientras que una probeta de 1L tiene ±10 mL (±1%). Para una solución 0.1M de Na₂EDTA (M_m=372.24 g/mol) en 1L: masa=0.1×372.24=37.224 g. Si usas probeta con ±10mL error, la molaridad real puede ser entre 0.099 y 0.101 mol/L, un error del 1%. En análisis volumétrico (EDTA-metría, permanganometría) y en preparación de estándares de calibración, ese error es inaceptable. Los laboratorios acreditados bajo ISO 17025 en México, Colombia y Argentina exigen el uso de matraces aforados Clase A para todas las soluciones estándar.
El factor de van’t Hoff i real es menor que el teórico: usa i experimental en propiedades coligativas
Para un electrolito fuerte perfecto, i=2 para NaCl (2 iones: Na⁺+Cl⁻). Pero en soluciones concentradas, los iones no son completamente independientes debido a interacciones ión-ión: el i real del NaCl 1m es ≈1.85, no 2. Para CaCl₂ (teórico i=3): el valor real a 1m es ≈2.7. En cálculos de propiedades coligativas de alta precisión (como en osmometría clínica), se usa el coeficiente osmótico φ: ΔTf=Kf×m×i×φ. Para soluciones diluidadas (menos de 0.1m), el i experimental se acerca bien al teórico. Esta calculadora usa el i que el usuario ingresa, que puede ser el teórico (aproximado) o el experimental (más preciso).
La osmolaridad clínica difiere de la osmolalidad: 285 mOsm/L (plasma) vs 290 mOsm/kg
En medicina clínica latinoamericana, la osmolaridad del plasma se expresa en mOsm/L (calculada como 2×[Na⁺]+[glucosa (mmol/L)]+[urea (mmol/L)], valor normal ≈285-295 mOsm/L). La osmolalidad se mide directamente con osmómetros de descenso crioscópico en mOsm/kg (valor normal ≈285-295 mOsm/kg). Para soluciones clínicas diluidas como el plasma sanguíneo, ambas son numéricamente casi iguales (la densidad del plasma es ≈1.027 g/mL). Diferencia: osmolaridad = M×i, osmolalidad = m×i. Los osmómetros de punto de congelación de hospitales latinoamericanos miden directamente la osmolalidad usando ΔTf=1.86×Osm.
16 Preguntas Frecuentes (FAQs) sobre Molaridad y Molalidad
¿Cuál es la diferencia entre molaridad y molalidad?
Molaridad M (mol/L): moles de soluto por litro de SOLUCIÓN. Depende de la temperatura (el volumen cambia con T). Molalidad m (mol/kg): moles de soluto por kilogramo de DISOLVENTE puro. Independiente de la temperatura (la masa no cambia). Para soluciones diluidas, M ≈ m en valor numérico. Para soluciones concentradas, difieren significativamente. La relación exacta requiere conocer la densidad de la solución.
¿Cómo se calcula la molaridad del HCl concentrado al 37%?
HCl 37% m/m, ρ=1.19 g/mL, M_m(HCl)=36.46 g/mol. M = ρ × % × 10 / M_m = 1.19 × 37 × 10 / 36.46 = 12.07 mol/L. Para preparar 100 mL de HCl 1M: V₁=C₂V₂/C₁=1×100/12.07=8.28 mL de HCl conc. + agua hasta 100 mL. Siempre añadir el ácido al agua.
¿Qué es el factor de van’t Hoff i?
El factor de van’t Hoff i es el número de partículas (iones o moléculas) que produce 1 mol de soluto al disolverse. Para no electrolitos (glucosa, etanol, urea): i=1. Para electrolitos fuertes: NaCl→Na⁺+Cl⁻: i≈2; CaCl₂→Ca²⁺+2Cl⁻: i≈3; Na₂SO₄→2Na⁺+SO₄²⁻: i≈3. Para electrolitos débiles (ácido acético): i está entre 1 y 2 dependiendo del grado de ionización. El i real en soluciones concentradas es algo menor que el teórico por asociación iónica.
¿Cuál es el punto de congelación de una solución de NaCl 1m?
NaCl 1m en agua, i≈1.87 (valor experimental a 1m). ΔTf=Kf×m×i=1.860×1×1.87=3.478°C. Punto de congelación=0−3.478=−3.478°C. Para protección a −15°C (Patagonia): m=15/(1.860×2)=4.03 mol/kg (usando i=2 para NaCl). Masa NaCl/kg agua: 4.03×58.44=235.5 g/kg. Concentración: 235.5/(235.5+1000)×100=19.1% m/m. Esta es la base del uso de sal para derretir el hielo en rutas.
¿Qué es la fracción molar y cómo se calcula?
La fracción molar x_soluto = n_soluto / (n_soluto + n_disolvente). Para NaCl 1m en agua: n_NaCl=1 mol; n_agua=1000g/18.015g/mol=55.51 mol. x_NaCl=1/(1+55.51)=0.01769. x_agua=55.51/56.51=0.9823. La fracción molar es adimensional y la suma de todas las fracciones molares es siempre 1. Se usa en termodinámica de soluciones (ley de Raoult), cálculo de presión de vapor y destilación. La presión de vapor del disolvente: P=x_disolvente×P°.
¿Cuántos gramos de NaOH se necesitan para preparar 500 mL de NaOH 2M?
n=M×V=2 mol/L × 0.5 L=1 mol. masa=n×M_m=1×40.00=40.00 g. Pesar 40.00 g de NaOH, disolver en agua destilada (reacción exotérmica), enfriar a temperatura ambiente, transferir a matraz aforado de 500 mL, añadir agua destilada hasta la marca y mezclar bien. El NaOH sólido absorbe CO₂ y H₂O del aire; usar pellets del frasco cerrado, pesar rápidamente y tapar el frasco.
¿Cuál es la elevación del punto de ebullición de una solución 0.5m de glucosa en agua?
Glucosa (C₆H₁₂O₆): no electrolito, i=1. ΔTb=Kb×m×i=0.512×0.5×1=0.256°C. Punto de ebullición de la solución: 100+0.256=100.256°C. Para elevar el punto de ebullición 1°C con glucosa en agua: m=1/0.512=1.953 mol/kg. Masa de glucosa (M_m=180.16 g/mol): 1.953×180.16=351.9 g/kg agua. Así funciona la mermelada: el alto contenido de azúcar eleva el punto de ebullición y reduce la presión osmótica para bacterias.
¿Cómo se determina la masa molar de un polímero por descenso crioscópico?
Disolver una masa conocida m_s (g) de soluto en m_d (g) de disolvente y medir ΔTf. Entonces m=ΔTf/(Kf×i). n=m×m_d/1000. M_m=m_s/n. Ejemplo con benceno (Kf=5.12): 1.50g de polímero en 75g de benceno, ΔTf=0.0183°C. m=0.0183/5.12=0.003574 mol/kg. n=0.003574×0.075=2.680×10⁻⁴ mol. M_m=1.50/2.680×10⁻⁴=5597 g/mol. Este método se usa en laboratorios universitarios de LatAm para estimar M_m de polímeros y compuestos naturales.
¿Por qué el agua de mar tiene un punto de congelación menor a 0°C?
El agua de mar tiene una salinidad media de 35 g/kg (3.5%) = 35 g/kg agua. Principalmente NaCl (~77%) y MgCl₂ (~10%). Molalidad NaCl en agua de mar ≈0.599 mol/kg. Con i=2: ΔTf(NaCl)=1.860×0.599×2=2.23°C. Total (todas las sales): ΔTf≈1.86°C. Punto de congelación del mar: ≈−1.86°C. Esto es importante para la pesca en el Pacífico sur (Chile, Perú) donde el mar nunca congela excepto en zonas polares antárticas, y para la operación de buques pesqueros en esas temperaturas.
¿Cuál es la diferencia entre normalidad y molaridad?
La normalidad N = n_equivalentes/V. El equivalente depende de la reacción: para ácidos, es la molaridad × n_protones que aporta (H₂SO₄ 1M = 2N en reacción de neutralización). Para bases: molaridad × n_OH⁻ (NaOH 1M = 1N; Ca(OH)₂ 1M = 2N). Para oxidantes/reductores: molaridad × n_electrones. La normalidad fue muy usada en análisis volumétrico clásico pero la IUPAC recomienda ahora usar molaridad especificando la reacción de referencia. En LatAm, muchos laboratorios de agua y suelos aún usan normalidad y «equivalentes» en sus protocolos analíticos.
¿Cómo se usa la ley de Raoult con la fracción molar?
La ley de Raoult establece que la presión de vapor del disolvente sobre una solución ideal es: P = x_disolvente × P°, donde P° es la presión de vapor del disolvente puro a esa temperatura. Para NaCl 1m en agua a 25°C (P°=3.169 kPa): x_agua=55.51/(55.51+2×1)=0.9651 (i=2 porque NaCl da 2 iones). P=0.9651×3.169=3.059 kPa. ΔP=3.169−3.059=0.110 kPa. La disminución de presión de vapor causa la elevación del punto de ebullición y el descenso crioscópico, ya que ambos son consecuencia de que el disolvente necesita más temperatura para alcanzar su presión de vapor de equilibrio.
¿Cómo se prepara una solución de KMnO₄ 0.02M para permanganometría?
M_m(KMnO₄)=158.03 g/mol. Para 1L: masa=0.02×158.03=3.161 g. Pesar 3.161 g, disolver en ~800 mL de agua destilada caliente, enfriar. Añadir agua hasta 1L en matraz aforado. Sin embargo, el KMnO₄ no es un patrón primario: se estandariza contra oxalato sódico (Na₂C₂O₄) o arsénico (III). La equivalencia: 1 mol KMnO₄ ≡ 5 equivalentes (gana 5e⁻ en medio ácido: Mn⁷⁺→Mn²⁺). Por eso 0.02M KMnO₄=0.10N. Esta técnica se usa en análisis de hierro en aguas y minerales en toda LatAm.
¿Cuál es la presión osmótica de una solución de glucosa 0.1M a 37°C?
La presión osmótica: π = MiRT, donde R=0.082057 L·atm/(mol·K), T=310.15K, i=1 (glucosa no electrolito). π=0.1×1×0.082057×310.15=2.545 atm=257.8 kPa. El plasma sanguíneo (osmolaridad≈0.285 mol/L) tiene π=0.285×1×0.082057×310.15=7.255 atm. Una solución de glucosa isotónica para suero IV: π=plasma → C=plasma/RT=7.255/(0.082057×310.15)=0.285 mol/L → masa=0.285×180.16=51.35 g/L → glucosa al 5.135% ≈ 5%. El suero glucosado 5% es isotónico por esto.
¿Por qué el benceno tiene un Kf tan alto (5.12 °C·kg/mol)?
El Kf = RT²_f × M_m_disolvente / (1000 × ΔH_fus), donde T_f es el punto de fusión del disolvente puro (en K) y ΔH_fus es la entalpía de fusión. Para el benceno: T_f=278.65K, ΔH_fus=9.87 kJ/mol. Kf=8.314×278.65²×78.11/(1000×9870)=5.12 °C·kg/mol. Para el agua: T_f=273.15K, ΔH_fus=6.01 kJ/mol. Kf=8.314×273.15²×18.015/(1000×6010)=1.86 °C·kg/mol. El benceno tiene Kf alto porque su ΔH_fus es relativamente bajo. Esto lo hace excelente para determinar masas molares por crioscopía: los cambios de temperatura son más grandes y fáciles de medir.
¿Cómo se calcula la molaridad de una solución de NaCl 0.9% m/v?
0.9% m/v = 0.9 g por 100 mL = 9 g/L. M_m(NaCl)=58.44 g/mol. M = g/L / M_m = 9 / 58.44 = 0.154 mol/L = 154 mmol/L. En términos de iones: 154 mmol/L Na⁺ + 154 mmol/L Cl⁻ = 308 mOsm/L (osmolaridad isotónica). Para preparar 1L de NaCl 0.9%: pesar 9.00 g de NaCl, disolver y aforar a 1L. Para 500mL: 4.50 g NaCl. Este es el suero fisiológico más usado en toda América Latina para reposición de volumen IV y preparación de medicamentos inyectables.
¿Cuál es la molalidad del H₂SO₄ 98% m/m (ácido sulfúrico concentrado)?
H₂SO₄ 98% m/m, ρ=1.840 g/mL, M_m=98.079 g/mol. M=1.840×98×10/98.079=18.37 mol/L. Para molalidad exacta: m=M/(ρ−M×M_m/1000)=18.37/(1.840−18.37×98.079/1000)=18.37/(1.840−1.802)=18.37/0.038=483.4 mol/kg. Esta diferencia enorme entre M(18.37) y m(483.4) ilustra por qué para ácidos concentrados la molaridad y molalidad son completamente diferentes. Para el H₂SO₄ concentrado, hablar de «molaridad» y «molalidad» como si fueran iguales es un error grave de cálculo.
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Metodologu00eda y referencias
Molaridad: M=n/V. M desde %m/v: M=%u00d710/Mm. M desde %m/m: M=u03c1u00d7%u00d710/Mm. Interconversiu00f3n exacta Mu21d4m: m=M/(u03c1u2212Mu00d7Mm/1000). Propiedades coligativas: u0394Tb=Kbu00d7mu00d7i, u0394Tf=Kfu00d7mu00d7i. Constantes Kb/Kf: valores estu00e1ndar de la literatura quu00edmica. Factor i (van’t Hoff) ingresado por el usuario (teu00f3rico). Para valores experimentales precisos, usar el coeficiente osmu00f3tico u03c6. Referencias: NIST. IUPAC. PlanetaCalculadoras.com no asume responsabilidad por el uso de estos resultados en aplicaciones clu00ednicas sin validaciu00f3n profesional.
