CONCEPTOS IMPORTANTES EN QUÍMICA
Masa molecular
* La masa de un elemento químico viene determinada por su número másico o masa atómica (A), que se obtiene sumando el número de protones (Z) y el de neutrones que hay en un núcleo de dicho elemento. Como el número de neutrones que hay en el núcleo es variable, las masas atómicas que figuran en los sistemas periódicos son la media ponderada de las masas de los isótopos del elemento.
* Puesto que los átomos son muy pequeños y, por tanto, su masa también lo es, para expresar la masa atómica se emplea, por comodidad, una unidad especial: la unidad de masa atómica (u en el SI, antes se empleaba uma), que equivale a 1,66.10-27 kg.
* La masa molecular es la suma de las masas atómicas de los átomos que forman una molécula.
* No hay que olvidar que los subíndices que aparecen en las fórmulas junto a los símbolos de los elementos nos indican el número de átomos de ese elemento que hay en la molécula o la proporción en la que aparecen los átomos en las redes cristalinas. La ausencia de subíndice indica que sólo hay un átomo de dicho elemento. Un subíndice detrás de un paréntesis señala que todo lo contenido dentro del paréntesis está repetido tantas veces como indica el número. Aunque conceptualmente sea incorrecto, también lo aplicaremos a los compuestos que no forman moléculas.
* La masa molecular, al igual que las masas atómicas, se expresa en u (unidades de masa atómica)
* Por ejemplo: La masa molecular del agua es 18 u:
a) HNO3
b) H2SO4
c) O2
d) H2
e) NH3
f) C6H12O6
Mol
* Los átomos y las moléculas son demasiado pequeños como para poder trabajar con ellos en el laboratorio. Incluso las muestras más pequeñas de una sustancia contienen cantidades ingentes de átomos. Sin embargo, los químicos tienen necesidad de utilizar cantidades de sustancia que guarden las mismas proporciones de masa que los átomos o moléculas individuales.
* El mol es la unidad de cantidad de sustancia en el Sistema Internacional de unidades y se define como la cantidad de sustancia de un sistema que tiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos (12 g) de carbono 12; su símbolo es el "mol".
* Cuando se emplea el mol, las entidades elementales deben ser especificadas y pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, y otras partículas o agrupamientos especificados de tales partículas.
* Experimentalmente se ha determinado que el número de átomos que hay en esa cantidad de C-12 es de 6,022·1023(seiscientos dos mil trillones de átomos) y, por lo tanto, un mol de cualquier sustancia contiene ese número de partículas (átomos, iones, moléculas, …). Por ejemplo:
1 mol de átomos de C-12 = 6,022·1023átomos de C-12
1 mol de átomos de C-12 = 6,022·1023átomos de C-12
1 mol de moléculas de H2O = 6,022·1023moléculas de H2O
1 mol de iones NO3¯ = 6,022·1023iones NO3¯
1 mol de iones NO3¯ = 6,022·1023iones NO3¯
Este número se conoce como número de Avogadro, en honor al científico italiano Amadeo Avogadro (1776 – 1856).
* El mol es una unidad algo peculiar porque no tiene siempre la misma masa, sino que depende de la sustancia a la que nos estemos refiriendo. Al estar basada en un conteo de átomos o moléculas, la cantidad de masa total dependerá de cuánta masa tenga cada molécula. Así, un mol de hidrógeno molecular (H2) tiene 2 gramos de masa, mientras que un mol de agua (H2O) contiene 18 gramos de masa.
* La masa de un mol, o masa molar, de cualquier sustancia expresada en gramos coincide numéricamente con la masa molecular de dicha sustancia expresada en u (unidades de masa atómica) y contiene el número de Avogadro de átomos o moléculas.
* HIPOTESIS DE AVOGADRO: En las mismas condiciones de presión y temperatura, volúmenes iguales de gases contiene el mismo número de partículas. Experimentalmente se puede comprobar que 22,4 L de cualquier gas a 0ºC y 1 atm (condiciones normales de presión y temperatura) contienen 6,022·1023 (número de Avogadro) moléculas de gas.
Molaridad
Una forma muy habitual de expresar cantidades en química es el mol y, por lo tanto, una forma frecuente de expresar la concentración es indicando el número de moles que hay en cada litro de disolución, que es lo que se conoce como molaridad. nº de moles de soluto
Molaridad (M) = moles de soluto / volumen disolución (L)
Las unidades de la molaridad son moles/litro, sin embargo se expresa con la letra mayúscula M. Una concentración 2 M indica que hay 2 moles de soluto en cada litro de disolución.