lunar es la unidad utilizada para expresar la cantidad de materia. Un mol es aproximadamente 6.022 x 1023 partículas Es una de las magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de Unidades (SI).
El término mol proviene de la palabra latina lunares, que significa “una masa”, y fue introducido por el químico alemán Wilhelm Ostwald.
Cualquier sustancia se puede medir en moles. Podemos usar el mol para referirnos a algo microscópico, como moléculas, o algo macroscópico, como semillas.
Por ejemplo, 1 mol de agua es igual a 6,022 x 1023 moléculas de agua. Asimismo, 1 mol de semillas es igual a 6.022 x 1023 semillas Tenga en cuenta que la cantidad de elementos en un mol es la misma independientemente de la entidad que se analice.
El uso de moles en cálculos químicos es especialmente importante para cuantificar especies químicas, como átomos, iones y moléculas, involucradas en una reacción química. Además, es posible hacer una proporción entre una escala atómica y otra escala que se puede medir.
Mol y constante de Avogadro
El valor de referencia utilizado para estandarizar la cantidad de un mol es la masa de 12 g de carbono-12.
El carbono-12 está compuesto por 6 protones, 6 neutrones y 6 electrones. Es el isótopo más abundante y estable del elemento carbono.
El científico italiano Amedeo Avogadro (1776-1856) propuso que, en las mismas condiciones de temperatura y presión, volúmenes iguales de gases contienen el mismo número de moléculas.
Por ser pionero en el estudio de la relación entre la masa en gramos y la masa atómica, cuando el número que hace la conexión entre estos fue descubierto en el siglo XX, la magnitud de un mol se definió, en honor al científico, como la constante de Avogadro. Siendo así:
1 mol = 6,02214179 × 1023 partículas
Cálculos de moles y masas
LOS masa atomica de los elementos químicos se encuentra en la tabla periódica. Por ejemplo, la masa atómica de un átomo de sodio (Na) es 23 g.
Entonces 1 mol de sodio = 23 g = 6.022 x 1023 átomos de sodio
Tenga en cuenta que el mol, la masa y la constante de Avogadro están relacionadas. Si conocemos al menos uno de estos valores, podemos determinar los demás usando una simple regla de tres, como en los siguientes ejemplos.
1. ¿Cuál es la masa contenida en 2,5 mol de sodio (Na)?
1 mol 23 g de Na
2,5 moles x
x = 23. 2,5
x = 57,5 g de Na
2. ¿Cuántos moles hay en 30 g de sodio (Na)??
1 mol 23 g de Na
x 30 g de Na
x = 30/23
x ≈ 1,3 mol de Na
3. ¿Cuánta materia hay en 50 g de sodio (Na)??
23 g 6.022 x 1023
50 g x
x = 50. 6.022x1023/23
x = 13,09 x 1023 átomos de na
Revisar la Tabla periodica completa y actualizada.
¿Y la masa molar?
LOS masa molar es la masa en gramos contenida en 1 mol de sustancia y su unidad de medida es g/mol (gramos por mol). El sodio, por ejemplo, tiene 23 g/mol.
El valor numérico de la masa molar de una sustancia química es equivalente a la masa molecular (MM), es decir, la suma de las masas atómicas de los átomos que la componen.
Usaremos la molécula de agua (H2O) como ejemplo y determine la masa de 1 mol de la sustancia.
1er paso: contar el número de átomos de elementos químicos en la fórmula de la sustancia.
El agua está compuesta por:
Oxígeno (O): 1 átomo
Hidrógeno (H): 2 átomos
2do paso: Consulte la Tabla Periódica para la masa atómica de los elementos.
Nota: para facilitar la comprensión, aquí utilizaremos valores aproximados.
Oxígeno (O): 16 u
Hidrógeno (H): 1ud
3er paso: multiplicar las masas de los elementos por el número de átomos en la sustancia.
Oxígeno (O): 1 x 16 u = 1 x 16 u
Hidrógeno (H): 2 x 1 u = 2 u
4to paso: Sume las masas atómicas y determine la masa molecular.
milímetroAgua: 16 tu + 2 tu = 18 tu
Por tanto, la masa molecular del agua es 18 u y la masa molar es 18 g/mol. Esto significa que en un mol hay 6.022 x 1023 moléculas de agua, lo que corresponde a 18 gramos.
Por tanto, para determinar el número de moles necesitamos conocer la masa y la composición química de la sustancia.
Ahora, resolvamos algunos ejemplos más relacionando las cantidades mol, masa y cantidad de partículas.
1. ¿Cuál es la masa contenida en 3 moles de agua (H2O)?
1 mol 18 g de H2O
3 moles x
x = 18. 3
x = 54 g de H2O
2. ¿Cuántos moles hay en 80 g de agua (H2O)?
1 mol 18 g de H2O
x 80 g de H2O
x = 80/18
x ≈ 4,44 moles de H2O
3. ¿Cuál es la cantidad de materia en 20 g de agua (H2O)?
18 gramos 6.022 x 1023
20 g x
x = 20. 6,022x1023/18
x = 6,69 x 1023 moléculas de H2O
Aprender más sobre masa molecular.
Relación entre mol y volumen molar
En STP, en condiciones normales de temperatura (273 K) y presión (1 am), un gas ocupa un volumen de 22,4 L. Este valor es el volumen molar de gases.
Como propuso Avogadro, el volumen que ocupan los gases, independientemente de su composición, está relacionado con el número de moléculas. Entonces, incluso si tenemos dos gases diferentes atrapados en recipientes, si el volumen es el mismo, los dos frascos tienen la misma cantidad de moléculas.
Por ejemplo, para los gases oxígeno e hidrógeno tenemos la siguiente relación:
1 mol de hidrógeno (H2) = 22,4 L = 2 gramos = 6,022 x 1023 moléculas de H2
1 mol de oxígeno (O2) = 22,4 L = 32 g = 6,022 x 1023 O moléculas2
Tenga en cuenta que 1 mol de cualquier sustancia en estado gaseoso ocupa un volumen de 22,4 L, pero la masa será diferente porque las composiciones de los gases son diferentes.
Aprender más sobre Ley de Avogadro.
