UNIVERSIDAD VIA DEL MAR DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS AREA QUIMICA QUIMICA SALUD

MOL, MASA MOLAR, FORMULAS QUIMICAS Y COMPOSICION PORCENTUAL.

CONCEPTO DE MOL. Antes de hablar de este concepto, hablaremos de un concepto por todos conocido: La docena. Imagina una docena de huevos, o de manzanas, o de lpices, o de tomos. Si, una docena esta compuesta de doce elementos.

Lo mismo ocurre con el concepto mol. Cuando hablamos de mol, nos referimos a una cantidad, pero no de huevos ni manzanas, sino que de tomos, molculas, iones, etc. Pero al igual que la docena, tiene un nmero fijo de componentes y este es 6,02x1023. En el laboratorio o en la industria no se trabaja con smbolos o nmeros, se trabaja con sustancias concretas. Para facilitar las tareas de investigacin sobre algn elemento qumico los cientficos utilizan siempre una gran cantidad de tomos. Como la cantidad de tomos que se necesitan es muy grande, para simplificar sus clculos los qumicos utilizan una unidad de cantidad de materia llamada mol (del latn moles que significa montn). Esta nueva unidad que estamos definiendo hace que para las diferentes sustancias un mol de una no tenga la misma masa en gramos o kilogramos que para otra sustancia. Haciendo un pequeo smil no puede ser igual la masa de 100 "tornillos" que la masa de 100 "destornilladores", aunque en ambos casos haya el mismo nmero de unidades. Qu es el mol? Un mol es 6,02 x 1023 partculas elementales ya sea tomos, molculas, iones, partculas subatmicas, etc. (o bolitas, manzanas, huevos etc.). Por eso, cuando un qumico utiliza el trmino mol, debe dejar en claro si es:

1 mol de tomos

1 mol de molculas

1 mol de iones

1 mol de cualquier otra cosa..

Un nmero con nombre propio

Este nmero tan impresionante:

602.000. 000.000. 000.000. 000.000

o sea: 602.000 trillones = 6,02 x 1023

Y tiene nombre propio, se llama Nmero de Avogadro.

Eso s, un mol contiene una cantidad de materia (masa) determinada por el tipo de partcula.

MASA DE LAS SUSTANCIAS. El problema para medir moles reside en su propio concepto: no se puede tomar un mol de una sustancia sobre la base de contar sus partculas (ya sean tomos, molculas o iones) debido a lo grande que es el Nmero de Avogadro y al hecho de que es imposible tomar una de estas unidades. Por eso, en el laboratorio, para realizar clculos se necesita encontrar una relacin entre el mol y otra magnitud ms fcil de medir: la masa. De acuerdo con el Sistema Internacional de Medidas, el mol se define como la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades (tomos, molculas, iones) como el nmero de tomos existentes en 0,012 kg de carbono12 puro.

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La cantidad de tomos que hay en 1 mol es tan grande que puede medirse su masa en una balanza.

Mol de tomos No podemos medir la masa de cada tomo individualmente, pero si podemos medir la masa de un grupo representativo de tomos y compararla con una masa de otro nmero igual de un tomo distinto. Ejemplo: 6,02 x 1023 tomos = 1 mol de tomos Entonces: 6,02 x 1023 tomos de Cu = 1 mol de tomos de Cu 6,02 x 1023 tomos de H = 1 mol de tomos de H 6,02 x 1023 tomos de Fe = 1 mol de tomos de Fe Si tomamos 1 tomo de Cu, su masa atmica es 63.54, lo cual significa que la masa del tomo de Cu es 63.54 Unidad de masa atmica (uma), Ahora si tomamos 1 mol de tomos de Cu, su masa es 63.54 gramos significa que la masa de 1 mol de tomos de Cu es 6.54 gramos. Respecto al Fe, sabemos que la masa de un tomo de Fe es 55.847, esto significa que la masa del tomo de Fe es 55.847 uma, Enotnces, la masa de 1 mol de tomos de Fe es 55.847 gramos significa que la masa de 1 mol de tomos de Fe es 55.847 gramos. Como vemos en los ejemplos anteriores, el cobre (Cu) y el fierro (Fe) a igual nmero de tomos (mol o nmero de Avogadro) tienen distinta masa. Es lo mismo que comparar la masa de un mol de bolitas con la masa de un mol de pelotas de ftbol, la cantidad de unidades es la misma pero las masas son distintas. Mol de molculas No podemos medir la masa de cada molcula individualmente, pero si podemos medir la masa de un grupo representativo de molculas y compararla con una masa de otro nmero igual de una molcula distinta. Para calcular la masa de una molcula o de un mol de molculas, debemos sumar cada una de las masas de los tomos que la componen y cuantas veces estos se repitan. Ejemplo: El agua es una molcula compuesta por H y O entonces; La masa molecular del H2O es 2 veces la masa atmica de H ms 1 vez la masa atmica del oxgeno, o sea:

2 x 1.00 uma 1 x 16.00 uma = 18.00 uma, esa ser la masa de una molcula de agua.

Las masas atmicas estn en la tabla peridica para cada elemento, y pueden tambin representarse como masas molares, o sea la masa de un mol del elemnto.

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La masa molar del H2O es 2 veces la masa molar de H ms 1 vez la masa molar del oxgeno, o sea:

2 x 1.00g + 1 x 16.00 g = 18.00 g , esa ser la masa de un mol de molculas de agua.

Por lo tanto; 6,02 x 1023 molculas = 1 mol de molculas Entonces: 6,02 x 1023 molculas de NH3= 1 mol de molculas de NH3 6,02 x 1023 molculas de H2O= 1 mol de molculas de H2O 6,02 x 1023 molculas de Al2O3= 1 mol de molculas de Al2O3

CLCULOS RELACIONADOS CON MOLES. Para poder calcular la cantidad de tomos o molculas presentes en cierta cantidad de

moles, debemos contar con el nmero de Avogadro. Ejemplo: Si se tienes 2.5 moles de H2O, cuntas molculas representa? 1 mol contiene 6.02x1023 molculas de agua. Por lo tanto:

2.5 mol X 6.02x1023 molculas = 1.51x1024 molculas. mol

Por lo tanto, en 2.5 moles de H2O hay contenidas 1.51x10

24 molculas de agua.

Para poder calcular la cantidad de moles presentes en cierta cantidad de materia (masa), debemos contar con la informacin de la masa del mol de partculas (molculas, tomos, iones, pelotas, huevos, etc.). Esto debido a que la masa molar nos entrega la informacin de cuantos gramos hay en un mol.

Ejemplo: Si se tienes 2.5 moles de agua, cuntos moles representa?. La masa molar del agua es 18 g, esto tambin se expresa como 18g/mol. Entonces podemos decir que, en un mol de agua hay 18 gramos, por lo tanto:

2.5 mol X 18 g = 45 gramos. 1 mol

Por lo tanto, 2.5 moles de H2O tienen una masa de 45 gramos.

FORMULAS QUMICAS Y COMPOSICIN PORCENTUAL

FORMULA QUMICA La frmula qumica es la representacin de los elementos que forman un compuesto y la proporcin en que se encuentran, o del nmero de tomos que forman una molcula. Existen dos tipos de frmulas qumicas:

La masa de un mol, siempre ser expresada en gramos.

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Frmula Emprica: es una expresin que representa la proporcin ms simple en la que estn presentes los tomos que forman un compuesto qumico. Es por tanto la representacin ms sencilla de un compuesto, se le llama tambin frmula mnima. En compuestos covalentes, se obtiene simplificando los subndices de la frmula, si ello es posible, dividindolos por un factor comn. Ejemplo: La frmula: C6H12O6 corresponde al compuesto glucosa, la frmula emprica, ya que comparten ser mltiplos de 6, sera CH2O. Lo cual indica que por cada tomo de C, hay dos tomos de H y un tomo de O. NOTA: Los subndices siempre son nmeros enteros y si son iguales a 1, no se escriben. Frmula Molecular: indica el tipo de tomos presentes en un compuesto molecular, y el nmero de tomos de cada clase. Slo tiene sentido hablar de frmula molecular en compuestos covalentes. As la frmula molecular de la glucosa es C6H12O6, lo cual indica que cada molcula est formada por 6 tomos de C, 12 tomos de H y 6 tomos de O, unidos siempre de una determinada manera. COMPOSICIN PORCENTUAL La frmula qumica en general, permite determinar la composicin porcentual de cada elemento en una sustancia compuesta. Los porcentajes as obtenidos son una expresin de la ley de la composicin definida. El clculo de la composicin porcentual a partir de la frmula molecular, se puede determinar a travs de un clculo sencillo. Basta calcular la masa molar de la molcula y dividir entre ella la masa molar de cada elemento presente en la frmula. Al multiplicar el resultado por cien, se obtiene el porcentaje. Podemos resumir la composicin porcentual de un elemento en un compuesto en la siguiente expresin:

Masa molar del elemento X N de tomos en la Frmula X 100 Masa molar del compuesto

Ejemplo: Calcule el porcentaje de cada elemento en el agua, H2O. H: 1.00g x 2 x 100 = 11.11 % de hidrgeno en la molcula. 18.00 g O: 16.00g x 1 x 100 = 88.88 % de oxgeno en la molcula. 18.00 g La suma total de cada uno de los porcentajes en cuanto a composicin porcentual, debe resultar 100. Se acepta un rango de variacin de +/- 0.2%.