Cómo Calcular la Fracción Molar en una Mezcla Química

 

Ejercicio: Cálculo de la Fracción Molar de una Mezcla de Etanol y Agua

Planteamiento del problema:

Tienes una mezcla que contiene 46 g de etanol (${\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}$) y 180 g de agua (${\text{H}}_2\text{O}$). ¿Cómo determinarías la fracción molar de cada componente en la mezcla?

Datos necesarios:

• Masa molar del etanol (${\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}$): 46 g/mol
• Masa molar del agua (${\text{H}}_2\text{O}$): 18 g/mol

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Paso 1: Calcular los moles de cada componente

• Moles de etanol:
  Para encontrar los moles de etanol, utilizamos la fórmula:

  $$\text{Moles}=\frac{\text{Masa}}{\text{Masa Molar}}$$

  Entonces:

  $$\text{Moles de etanol}=\frac{46\text{g}}{46\text{g/mol}}=1\text{mol}$$
  

• Moles de agua:
  De manera similar, calculamos los moles de agua:

  $$\text{Moles de agua}=\frac{180\text{g}}{18\text{g/mol}}=10\text{mol}$$

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Paso 2: Calcular la fracción molar de cada componente

La fracción molar de un componente se calcula como la razón entre los moles de ese componente y los moles totales de la mezcla.

• Fracción molar del etanol ($X_{\text{etanol}}$):

  $$X_{\text{etanol}}=\frac{\text{Moles de etanol}}{\text{Moles totales}}=\frac{1\text{mol}}{1\text{mol}+10\text{mol}}=\frac{1}{11}=0.091$$
  

• Fracción molar del agua ($X_{\text{agua}}$):

  $$X_{\text{agua}}=\frac{\text{Moles de agua}}{\text{Moles totales}}=\frac{10\text{mol}}{1\text{mol}+10\text{mol}}=\frac{10}{11}=0.909$$
  

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Resultado:

• La fracción molar del etanol en la mezcla es 0.091.
• La fracción molar del agua en la mezcla es 0.909.