Mol – Química 2

La estequiometría es:

El estudio de estas relaciones tiene como base el mol, que es:

 El mol es definido como la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas) como átomos, hay exactamente en 12 g de carbono 12

A partir de numerosos cálculos y experimentos, los científicos han logrado determinar la cantidad de átomos, moléculas, iones, electrones o partículas presentes en un mol.

Tal cantidad es aproximadamente igual a:

6.0221 x 10²³

A este valor se le conoce como número de Avogadro (N_A) en honor al físico italiano Amadeo Avogadro, quien lo determinó mediante experimentos con gases

Otra noción de mol indica que cuando se tiene una cantidad de sustancia igual a la masa atómica, (para el caso de un elemento), o a la masa molar, (para el caso de un compuesto), habrá un mol del elemento o del compuesto en cuestión

Esto es,  que si se pesan cuidadosamente en la balanza 63.5 g de cobre puro, se tiene un mol de cobre; y si se pesan 18.0 g de agua que es la cantidad igual a su masa molar, se tiene un mol de agua

1 mol de Cu = 63.5 g de Cu

1 mol de H₂O = 18.0 g de H₂O

Para efectuar los cálculos estequiométricos conviene utilizar el método de factores de conversión, el cual consiste en:

Ejemplo del método de factores de conversión

La primera igualdad se puede escribir de dos maneras

Con lo anterior surge una pregunta: ¿Cómo saber cuál factor de conversión usar para darle la solución a un problema?

Si se requiere convertir masa a moles, se utiliza la expresión:

1 mol de Cu / 63.5 g de Cu

Si se necesita cambiar de moles a masa, se utiliza:

63.5 g Cu / 1 mol de Cu [Ej. 1]

Caso práctico 1

Es necesario calcular la cantidad de moles presentes en las siguientes muestras:

1.- 75 g de hierro (Fe)

Solución

-Consultando la tabla periódica, encontramos que la masa atómica del hierro es igual a 55.84 g/mol

-Como se trata de una conversión de masa a mol, se utilizara un factor de conversión donde aparece el molar la parte superior y la masa en la parte inferior, con lo cual se cancelan los gramos y se obtiene como unidad resultante el mol de hierro

2.- 200 g de sulfato de aluminio (AI₂(SO₄)₃)

Solución

-Se calcula en primera instancia la masa molar del sulfato de aluminio

-Posteriormente, para obtener el total de moles, se usará un factor de conversión con el dato recién calculado:

Caso práctico 2

Es necesario calcular la masa de las siguientes muestras:

1.- 0.05 mol de calcio (Ca)

Solución

-El factor de conversión para obtener la solución deberá tener la masa en el numerador y el mol en el denominador

2.- El nitrato de plata (AgNO₃) tiene una masa molar de 169.84 g/mol, se calcula de la siguiente manera:

Solución

-En consecuencia, la masa de 1.5 mol del compuesto se calcula de la siguiente manera:

Caso práctico 3

Es necesario averiguar el total de partículas (átomos o moléculas) en las siguientes muestras:

1.- 0.005g de zinc (Zn)

Solución

-Es importante identificar se está trabajando con mol o con gramos y si la muestra es de un elemento químico simple o de un compuesto

-Se convierten los gramos de zinc a moles y se multiplican por el número de Avogadro

2.- 1 x 10^-3 g de óxido de plomo IV (PbO₂)

Solución

-Una vez calculada la masa molar del óxido de plomo IV (PbO₂), se convierte la masa a moles y posteriormente se calcula el total de moléculas en la muestra:

3.- 0.03 mol de sulfato de cobre II (CuSO₄)

-Para este caso, ya se conoce el número de moles de la muestra, solamente se necesita multiplicarlo por el número de Avogadro