Relación molar: definición y ejemplos

La relación molar describe las proporciones fijas entre reactivos y productos en una reacción química. Es importante en estequiometría, particularmente cuando se usa como factor de conversión en conversiones de mol a gramo. Aquí está la definición de la proporción molar, con ejemplos que muestran cómo encontrar la proporción y usarla.

Definición de relación molar

La relación molar es la relación entre dos sustancias cualesquiera en una reacción química. Es la relación entre dos coeficientes en una ecuación química balanceada. La relación molar también se conoce como relación molar o relación molar.

Encontrar la relación molar en una ecuación equilibrada

Encuentra la relación molar entre dos componentes cualesquiera de una reacción química usando los coeficientes de las fórmulas químicas. Los coeficientes son los números delante de la fórmula.

Por ejemplo, en la ecuación de la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno para producir agua:

2 H ₂ (g) + O ₂ (g) → 2 H ₂ O (g)

El coeficiente del hidrógeno es 2. Para el oxígeno, no hay un coeficiente, que representa 1. El coeficiente del agua es 2.

La relación molar entre hidrógeno y oxígeno es 2: 1. La relación molar entre oxígeno y agua es 1: 2. Y la relación molar entre el hidrógeno y el agua es 2: 2, pero puede reducirla a 1: 1.

Hallar la relación molar en una ecuación desequilibrada

Para escribir una proporción molar, necesitas una ecuación balanceada. Si le dan una ecuación desequilibrada, equilibrarla es su primer paso.

Por ejemplo, considere la reacción que convierte el ozono en oxígeno:

O ₃  → O ₂

Esta ecuación química está desequilibrada. ¿Cómo lo sabes? Una ecuación balanceada tiene el mismo número y tipo de átomos en ambos lados de la flecha de reacción. En la ecuación dada, hay 3 átomos de oxígeno en el lado izquierdo de la flecha y dos átomos de oxígeno en el lado derecho de la flecha. Equilibre la ecuación agregando coeficientes frente a los reactivos y productos hasta que el número de átomos sea el mismo en ambos lados.

La ecuación balanceada es:

2O ₃  → 3O ₂

Ahora, obtenga la proporción molar usando los coeficientes. La relación es 2 moléculas de ozono por 3 moléculas de oxígeno o 2: 3.

Problema de ejemplo con la relación molar

Una proporción es solo una forma de mostrar una relación entre dos cosas. En química, su importancia radica en que se puede utilizar la relación para resolver problemas de estequiometría.

Por ejemplo, supongamos que se le pide que averigüe cuántos moles de oxígeno obtiene al reaccionar 4 moles de ozono. Una forma de resolver esto es establecer la relación como fracciones equivalentes:

4 moles de ozono / x moles de oxígeno = 2 moles de ozono / 3 moles de oxígeno

Resolviendo para «x»:

x moles de oxígeno = (4 moles de ozono) * (3 moles de oxígeno) / 2 moles de ozono

x moles de oxígeno = 6

Tenga en cuenta que las «unidades» para los moles de ozono se cancelan, dejando moles de oxígeno. ¡Vuelve a revisar tu trabajo! El error más común que cometen los estudiantes en este cálculo es configurar las fracciones para que las unidades no se cancelen.

Por lo general, obtendrá un valor en gramos y se le pedirá una respuesta en gramos. La relación molar no funciona con unidades de masa, como gramos. Entonces, puedes hacer álgebra y la conversión de gramo a mol y de mol a gramo. Combinar todas estas habilidades requiere práctica.

Por ejemplo, encuentre cuántos gramos de oxígeno obtiene al reaccionar 0.2 gramos de ozono.

1. Primero, obtenga una ecuación balanceada para la reacción que produce oxígeno a partir del ozono. A partir de esto, escribe la proporción molar.
2. Luego, encuentre la cantidad de moles en 0.2 g de ozono. Para hacer la conversión de un mol a un gramo, busque la masa atómica de oxígeno en la tabla periódica. Hay 16,00 gramos de oxígeno por mol de oxígeno.
3. Resuelva el problema de conversión:
   x moles = 0,2 gramos * (1 mol / 16,00 gramos) = 0,0125 moles
4. Usa la proporción molar para hallar cuántos moles de oxígeno se forman a partir de 0,125 moles de ozono.
   moles de oxígeno = 0,125 moles de ozono * (3 moles de oxígeno / 2 moles de ozono)
   moles de oxígeno = 0,01875 moles de oxígeno gas
5. Ahora, convierta los moles de oxígeno gaseoso en gramos de oxígeno gaseoso para obtener la respuesta final:
   gramos de oxígeno gaseoso = 0.01875 moles * 16.00 gramos / mol
   gramos de oxígeno gaseoso = 0.3 gramos

En este caso, en realidad podría haberse ahorrado algunas matemáticas porque solo un tipo de átomo (oxígeno) ocurrió en ambos lados de la ecuación química. Pero es una buena práctica seguir todos los pasos. Además, recuerde informar su respuesta utilizando el número correcto de cifras significativas.

Finalmente, reconozca que se le puede dar cualquier reactivo o producto y puede usar la misma técnica para encontrar la cantidad de cualquier otro reactivo o producto. A veces, tendrá dos cantidades y usará la relación molar para encontrar el reactivo limitante.

Relación molar como unidad de concentración

En estequiometría, la relación molar es la relación entre moles de especies en una ecuación química equilibrada, pero la relación molar también es una unidad de concentración en algunas disciplinas. Por ejemplo, en química atmosférica, la relación molar es el valor obtenido al dividir los moles del constituyente de interés por el número total de moles de una sustancia:

r _yo = n _yo / n _tot

Aquí, r _i es la relación molar de i, n_i es el número de moles de i, y n _tot es el número total de moles. Para evitar confusiones, la unidad de concentración puede conocerse como fracción molar en lugar de relación molar.

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