Cómo resolver problemas de porcentaje en masa

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Tanto en química como en física se realizan numerosos análisis, registros y todo tipo de cálculos matemáticos para comprobar y observar los resultados obtenidos. El porcentaje en masa es una de las diferentes formas de medición que se utilizan, y permite conocer la cantidad de un elemento que forma parte de un compuesto o de una mezcla.

¿Qué es el porcentaje en masa?

Según lo mencionado anteriormente, el porcentaje de masa es una forma de conocer la concentración de un elemento en una mezcla o compuesto. Generalmente, se expresa en gramos. Sin embargo, se pueden utilizar otras medidas, siempre y cuando se usen las mismas unidades para el componente, la masa de los otros componentes y la masa total.

El porcentaje en masa es muy útil, por ejemplo, si deseamos saber cuántos gramos de cloruro de hidrógeno (HCl) hay en 130 gramos de solución.

Además de conocerse como porcentaje en masa, este cálculo también se denomina “porcentaje (o tanto por ciento) en peso” (% p/p). El porcentaje en peso expresa los gramos de soluto que hay en 100 gramos de una disolución.

Cómo se calcula el porcentaje en masa

Para poder calcular el porcentaje en masa de un elemento en un compuesto, debemos realizar los siguientes pasos:

  • Dividir la masa del elemento en 1 mol del compuesto por la masa molar del compuesto.
  • Multiplicar el resultado obtenido por 100.

La fórmula para calcular el porcentaje en masa es:

(masa del componente / masa total) x 100 = porcentaje en masa

Otra ecuación equivalente que se puede utilizar en ls disoluciones es:

(masa de soluto / masa de solución) x 100 = porcentaje en masa

Ejemplo de problema de porcentaje en masa

Para comprender mejor en qué consiste el método de porcentaje en masa y aprender a calcularlo, veamos el siguiente problema como ejemplo. En este caso, intentaremos averiguar cuáles son los porcentajes en masa del hidrógeno y el oxígeno en un elemento tan cotidiano como el agua (H2O).

Para calcular correctamente el porcentaje en masa y obtener la respuesta correcta, es necesario realizar estos pasos:

  • Obtener la masa de cada átomo

Con la ayuda de una tabla periódica, buscaremos las masas atómicas del hidrógeno y el oxígeno. Una vez que encontremos estos elementos, veremos que:

La masa del hidrógeno (H) es 1,008 g / mol
La masa del oxígeno (O) es 16,00 g / mol

  • Calcular la cantidad de gramos que hay de cada componente en un mol de la solución

Por lo tanto, aquí debemos averiguar cuántos gramos hay de oxígeno e hidrógeno en un mol de agua (H2O). Como el agua contiene 2 moles de átomos de hidrógeno y 1 mol de átomos de oxígeno, debemos realizar los siguientes cálculos:

2,02 g (2 moles por 1,008 gramos por mol) de hidrógeno (H)
16,00 g (16,00 gramos por mol) de oxígeno (O)

De esta manera, sabremos que la masa de un mol de agua (H2O) es:

2,02 g + 16,00 g = 18,02 g

  • Buscar el porcentaje en masa de cada átomo

Finalmente, aplicaremos la fórmula para obtener el porcentaje en masa:

(masa del componente / masa del total) x 100 = porcentaje en masa

Así obtendremos los porcentajes en masa de cada elemento:

Para el Hidrógeno:

% en masa (H) = (masa de 2 moles de hidrógeno / masa de 1 mol de H2O) x 100
% en masa (H) = (2,02 g / 18,02 g) x 100
% en masa (H) = 11,21%

Para el Oxígeno:

% en masa de (O) = (masa de 1 mol de oxígeno / masa de 1 mol de H2O ) x 100
% en masa de (O) = (16,00 g / 18,02 g) x 100
% en masa de (O) = 88,79%

  • Resultado del porcentaje en masa

Después de seguir los pasos anteriores, sabremos entonces el porcentaje en masa del hidrógeno y el oxígeno en el agua.

% en masa del hidrógeno (H) = 11,21%

% en masa del oxígeno (O) = 88,79%

  • Controlar el resultado

Para saber que el cálculo del porcentaje en masa se ha realizado de la manera correcta, es necesario verificar que los porcentajes que se obtuvieron den un total del 100%.

11,21% + 88,79% = 100,00%

En este caso, como la suma de los datos obtenidos es el 100%, comprobamos que el cálculo se ha realizado correctamente.

Bibliografía

Patiño, A. Introducción a la ingeniería química: balances de masa y energía. Tomo II. (2000). México. UIA.

Blog de Ciencias III. Ejercicios de porcentaje en masa y porcentaje volumen. Quimiciencia. Disponible en: http://quimiciencia3.blogspot.com/p/blog-page_14.html

Profesor 10 de Mates. Disoluciones ejercicios y problemas resueltos. Química. Disponible en: https://www.profesor10demates.com/2013/04/disoluciones-ejercicios-y-problemas_28.html

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Cecilia Martinez (B.S.)
Cecilia Martinez (Licenciada en Humanidades) - AUTORA. Redactora. Divulgadora cultural y científica.

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