martes, 27 de noviembre de 2012

EL MOL

APUNTES

EL CONCEPTO DE MOL
Como ya sabéis, la masa de los átomos y de las moléculas es extremadamente pequeña.
Algunos ejemplos:
m(K) = 6,49 · 10 exp -23 g
m(Al) = 4,48 · 10 exp -23 g
Sin embargo, en el laboratorio, cuando se mide la masa de las sustancias no podemos
trabajar con cantidades tan pequeñas. Es imposible medir directamente la masa de
átomos o moléculas individuales. Los valores (habitualmente expresados en gramos) con
los que trabajamos en un laboratorio y que medimos con la balanza se refieren a
cantidades elevadísimas de átomos o moléculas.
Pensemos por ejemplo que medimos en una balanza de laboratorio 5 g de aluminio.
¿Cuántos átomos tendríamos en esa cantidad aparentemente pequeña?
Podemos encontrar la solución de forma sencilla. Basta con dividir la cantidad total de
aluminio entre la masa de un átomo individual.
5 g : 4,48 · 10 exp -23 g = 1,116 · 10 exp 23
Es decir, ¡más de cien mil trillones de átomos de aluminio! Una cantidad asombrosa,
¿verdad?
Como de costumbre, cuando trabajamos con átomos o moléculas nos topamos con cifras
difíciles de manejar. Resultaría muy incómodo a la hora de realizar cálculos en los
problemas de química trabajar con esas cantidades tan grandes (en cuanto al número de
átomos) o tan pequeñas (en cuanto a la masa de los átomos).
¿Cómo podemos relacionar de forma sencilla la unidad de trabajo habitual en un
laboratorio, el gramo (g), con el número de átomos o con la masa de un átomo individual?
La solución es el mol.
Pero, ¿qué es un mol?
Si hemos entendido que en la vida real nosotros solo podemos manejar un número
grandísimo de partículas, podremos entender que sería interesante definir una unidad que
representase siempre un cantidad fija de partículas (átomos, iones, moléculas) que fuese
lo suficientemente elevado como para que la masa de ese cantidad de partículas pudiese
medirse con una balanza.
¿Qué es una docena de átomos? ¿Y una centena, y un millar? ¿Podrían servirnos como
base de cálculo a la hora de agrupar átomos?
Pensemos en una solución... ¿Cuántos átomos de 12C necesitaríamos reunir para que su
masa fuesen, no 12 u (escala atómica), sino 12 g , un valor medible a escala humana?
Esto es, ¿cuántos átomos se necesitan para que su masa sea igual a la masa atómica
expresada en gramos? O dicho de otra manera, ¿cuántos átomos de 12C hay en 12 g?
Tendríamos que dividir los 12 g de C entre la masa en de un átomo de C:
12 g: 1,9926 exp -23 = 6,022 exp 23 átomos.
La respuesta es el famoso Número de Avogadro (NA=6,02.10 exp 23 átomos).
Así pues, 1 mol de una sustancia es la cantidad de esa sustancia que contiene 6,022 · 10
exp 23 partículas.
La pregunta es, ¿por qué elegimos esa cifra tan extraña? La respuesta es: así definido, la
masa de un mol de cualquier sustancia coincide con la masa atómica o molecular
expresada en gramos.

Ejemplos:  masa de un mol de átomos de K, 39,1 g
      masa de un mol de átomos de Al, 26,98 g
      masa de un mol de átomos de  O, 16 g
      masa de un mol de moléculas de agua, H2O , 18 g   (la masa molecular es 18 u, 1x2+16)

De esta forma consultando la tabla periódica resulta sencillísimo saber el valor de la masa
de un mol de cualquier elemento. Será la masa atómica expresada en gramos.


ACTIVIDADES: las obligatorias en negrita

Tenemos 15 g de  C4H10
Calcula: número de moles de moléculas de C4H10
Gramos de C4H10
Moles de átomos de C
Moles de átomos de H
Gramos de C
Gramos de H
Moléculas de C4H10
Átomos de C
Átomos de H



7,22 ·1025 átomos de N.
Calcula: moles de N, gramos de N
Si esos átomos de N forman parte de moléculas de NH3, ¿cuántas moléculas y gramos de amoníaco tenemos?


49,83 moles de  S8
 ¿cuántas moléculas tenemos? ¿Cuántos átomos de S? ¿Cuántos gramos de S8?