Calcular la fracción molar y las presiones parciales

Escribe las fórmulas de los componentes y sus gramos (o sus moles), en el mismo orden. Si es una mezcla de gases, con la presión total sale también la presión parcial de cada uno.

En resumen

La fracción molar de un componente es sus moles divididos entre los moles totales de la mezcla: xᵢ = nᵢ / n total. No tiene unidades y todas suman 1.

Con 2 mol de N₂, 1 mol de O₂ y 1 mol de CO₂ (4 mol en total): x(N₂) = 2 / 4 = 0,5 y x(O₂) = x(CO₂) = 0,25. Si la presión total es 2 atm, la presión parcial del N₂ es 0,5 · 2 = 1 atm.

Cómo se calcula la fracción molar

  1. Pasa la cantidad de cada componente a moles: n = m / M (con la masa molar de cada sustancia).
  2. Suma los moles de todos los componentes.
  3. Divide los moles de cada uno entre el total.
  4. Comprueba que las fracciones suman 1 (o 100 % si las pasas a porcentaje).
xᵢ = nᵢ / (n₁ + n₂ + … + nₖ) x₁ + x₂ + … + xₖ = 1
  • xᵢ: fracción molar del componente i, entre 0 y 1 (sin unidades).
  • nᵢ: moles de ese componente.
  • n₁ + … + nₖ: moles totales de la mezcla.
  • Pᵢ: presión parcial de un gas y P total: la de la mezcla.

Fracción molar de una disolución

En una disolución, el soluto y el disolvente son los componentes. Para 46 g de etanol (1 mol) en 90 g de agua (5 mol): x(etanol) = 1 / 6 = 0,167 y x(agua) = 5 / 6 = 0,833. Es la forma de expresar la concentración que aparece en la ley de Raoult de las propiedades coligativas (P = x_disolvente · P°). Para molaridad, molalidad o porcentajes, usa la calculadora de concentración de disoluciones.

Ley de Dalton de las presiones parciales

P total = P₁ + P₂ + … + Pₖ Pᵢ = xᵢ · P total

En una mezcla de gases que no reaccionan, cada uno se comporta como si estuviera solo en el recipiente y ejerce su propia presión, la presión parcial. La presión total es la suma de todas, y la parcial de cada gas es su fracción molar por la presión total. También se puede calcular cada una con PV = nRT usando solo los moles de ese gas.

Composición del aire seco

GasFracción molarPresión parcial a 1 atm
N₂ (nitrógeno)0,78080,781 atm
O₂ (oxígeno)0,20950,209 atm
Ar (argón)0,00930,0093 atm
CO₂ (dióxido de carbono)≈ 0,0004≈ 0,0004 atm

Aire seco al nivel del mar. En el aire, la fracción molar coincide con el porcentaje en volumen dividido entre 100. El CO₂ va subiendo: ronda las 420 ppm (0,00042).

Ejemplos resueltos

Una mezcla tiene 56 g de N₂, 32 g de O₂ y 44 g de CO₂ a 2 atm. ¿Fracciones molares y presiones parciales?

Son casi exactamente 2, 1 y 1 mol (4 en total): x ≈ 0,50, 0,25 y 0,25. Presiones parciales: 1 atm, 0,5 atm y 0,5 atm.

Probar este ejemplo

Se disuelven 46 g de etanol en 90 g de agua. ¿Fracción molar de cada uno?

Etanol: 46 / 46,07 = 0,998 mol; agua: 90 / 18,02 = 4,996 mol. x(etanol) = 0,998 / 5,994 = 0,1666; x(agua) = 0,8334.

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Un recipiente tiene 2 mol de H₂ y 3 mol de N₂ a 5 atm. ¿Presión parcial de cada gas?

x(H₂) = 2 / 5 = 0,4 y x(N₂) = 0,6. P(H₂) = 0,4 · 5 = 2 atm y P(N₂) = 0,6 · 5 = 3 atm.

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¿Qué presión parcial tiene el oxígeno del aire a 1 atm?

En 100 mol de aire hay 78,08 de N₂, 20,95 de O₂ y 0,93 de Ar (más trazas): x(O₂) ≈ 0,2096 y P(O₂) ≈ 0,21 atm.

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Errores típicos

  • Dividir gramos entre gramos. Eso es la fracción en masa, no la molar. Primero hay que pasar a moles.
  • Olvidar el disolvente al sumar los moles totales de una disolución.
  • Dar la fracción molar con unidades. Es un número sin unidades entre 0 y 1.
  • Aplicar Dalton a gases que reaccionan entre sí: primero hay que calcular qué queda después de la reacción.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la fracción molar?

χ = n / n total: los moles de cada componente entre los moles totales; todas suman 1. En una mezcla de gases, la presión parcial es p = χ · P total (ley de Dalton). Con 2 mol de N₂ y 2 mol de O₂, χ(N₂) = 2 / 4 = 0,5.

¿Cómo se calcula la fracción molar?

Se pasan a moles todos los componentes, se suman y se divide los moles de cada uno entre el total: xᵢ = nᵢ / n total. Con 1 mol de etanol y 5 mol de agua, x(etanol) = 1 / 6 = 0,167 y x(agua) = 5 / 6 = 0,833.

¿La fracción molar tiene unidades?

No: es un cociente de moles entre moles. Va de 0 a 1 y la suma de las de todos los componentes es 1. Multiplicada por 100 es el porcentaje en moles.

¿Cómo se calcula la presión parcial de un gas?

Multiplicando su fracción molar por la presión total de la mezcla: Pᵢ = xᵢ · P total (ley de Dalton). El oxígeno del aire (x = 0,21) a 1 atm tiene una presión parcial de 0,21 atm.

¿Qué dice la ley de Dalton?

Que en una mezcla de gases que no reaccionan, la presión total es la suma de las presiones parciales de cada gas, y cada gas ejerce la presión que tendría si ocupara él solo todo el recipiente.

¿Qué diferencia hay entre fracción molar y fracción en masa?

La molar cuenta moles y la másica cuenta gramos. Solo coinciden si todos los componentes tienen la misma masa molar. En 46 g de etanol con 90 g de agua, el etanol es el 33,8 % de la masa pero solo el 16,7 % de los moles.

¿Cómo se pasa de fracción molar a molalidad?

Con la fracción del soluto (xs) y la del disolvente (xd): molalidad = xs / (xd · Md), con la masa molar del disolvente Md en kg/mol. Para el agua, Md = 0,018 kg/mol.

Fuentes

Revisado en septiembre de 2026.

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