Masa, formula molar

 

En este tema trataremos de explicarte la masa, formula molar para que entiendas un poco mejor este tema, también te mostraremos videos para que entiendas mejor todo. Te explicaremos lo que significa la masa molar, un mol un poco de los avogadro. Que esto lo miraremos en otro temas mas a profundidad. También te mostraremos como se calcula la masa molar 

La masa molar es la masa de una mol de una substancia, la cual puede ser un elemento o un compuesto. Una mol es una unidad del Sistema Internacional de unidades. Representa un número de átomos, moléculas o más generalmente de partículas. Este número, llamado de Avogadro, es muy grande:   NA = 6,022 x 1023  .  Está perfectamente adaptado a los cálculos químicos. Es en efecto más fácil de manipular 0.5 mol de átomos en lugar de 300 miles de millones de millones de átomos, aún si éstas cifras representan la misma cosa.

• La masa molar atómica es la masa de un mol de átomos.
• La masa molar molecular es  la masa de un mol de moléculas.

Aquí te mostrare como se calculan algunas de las masa molares.

La Masa Molar viene expresada en unidades de kg/mol o más comúnmente en gramos/mol. Por ejemplo, en el caso del ácido sulfúrico H₂SO₄: M (H₂SO₄) = 2 · M (H) + M (S) + 4 · M (O) = 2 · 1,008 + 32,065 + 4 · 15,999 = 98,077 gramos / mol.

Ahora, ¿qué diferencia hay entre la masa molar y la masa molecular?

​ Su valor numérico coincide con el de la masa molecular, pero expresado en gramos/mol en lugar de unidades de masa atómica (u), y se diferencia de ella en que mientras la masa molecular alude una sola molécula, la masa molar corresponde a un mol (6,022×10²³) de moléculas.

En consecuencia, ¿Cómo calcular la masa molar de un compuesto?

Cuando se conoce la masa molar de un compuesto, se sabe a su vez la cantidad de mol por gramo, recordando que cada mol es 6.022 * 10^23 partículas. Por lo tanto, conociendo la masa molar se podrá calcular la cantidad de moles en un recipiente usando la fórmula: mol= masa / masa molar.

En consecuencia, ¿Cómo calcular la masa molar de una sustancia desconocida?

Calcule la masa molar del compuesto. Para calcular la masa molar de un compuesto desconocido, hallamos el número de moles representados por 1.20 gramos del compuesto desconocido. Usamos primero los datos de punto de congelación para determinar la molalidad de la disolución.

Estos son algunos videos que te pueden servir para entender mas el tema.

Este es otro video para calcular la masa molar.

Numero de avogadro

 

En este tema tratáramos de explicarte que es el numero de Avogadro, cual es el valor de esta y un poco de su invención. 

En química se denomina numero de Avogadro o Constante de Avogadro al numero de partículas constituyentes de una sustancia (normalmente átomos o moléculas) que se pueden encontrar en la cantidad de un mol de la sustancia. Es un factor de proporción que pone en relacion la masa molar (magnitud física que define la sustancia por una cantidad de sustancia y se expresa en kg/mol de una sustancia y la masa presente en una muestra).

El valor aceptado de esta constante es de 6,0221408762 x 10 mol -1.

En la actualidad se emplea el termino Constante de Avogadro en lugar de "numero de Avogadro". La diferencia entre ambos es que la constante de Avogadro contiene unidades de medida y el numero de Avogadro es adimensional.

El numero de Avogadro es un adimensional.

Jean Baptiste Perrin inicialmente definió el numero de Avogadro como el numero de átomos que hay en un mol de hidrogeno (H). Luego se redefinió este valor como el numero de átomos que hay en 12 gramos de isotopo carbono-12 y mas tarde, se generalizo para relacionar las masas molares con las cantidades de sustancias.

Un ejemplo que ayuda a entender esto es: en un gramo de hidrogeno hay un aproximado de 6,022 x 10 23 átomos de hidrogeno, mientras que en 12 gramos de carbono-12 hay exactamente la misma cantidad de átomos. Tanto el gramo de hidrogeno, como los 12 gramos de carbono-12 tienen 6,022 x 10 23, átomos, a pesar de que la masa atómica del hidrogeno es 1 uma (unidad de masa atómica) y la del carbono-12 es 12 uma.

Esto resulta fundamental para el conocimiento experimental de la química. Por ejemplo, para generar un mol de agua (H2O) se combina un mol de oxigeno (6,022 x 10 átomos) con dos moles de hidrogeno (2 x 6,022 x10). Esto, claro, conforme a las mediciones aceptadas por el Sistema Internacional (SI). 

Historia del Numero de Avogadro.

Se atribuye el descubrimiento de esta constante a Amadeo Avogadro, un científico italiano de inicios de siglo XIX  que propuso por primera vez en 1811 que un volumen de un gas a una determinada presión y temperatura contiene la misma cantidad de átomos o moléculas, independientemente de la naturaleza misma del gas. 

El numero de Avogadro fue, sin embargo, postulado en 1909 con ese nombre, por parte del físico francés Jean Perrin, que gano el Premio Nobel de Física en 1926, en gran medida gracias a sus esfuerzos por determinar el valor exacto de la Constante de Avogadro empleando para ello diversas técnicas y métodos experimentales.

 

   

Balanceo de ecuaciones

En este tema te explicaremos un poco de lo que significa y lo que es el balanceo de ecuaciones, también te mostraremos algunas de las ecuaciones con las que se puede describir las reacciones químicas.

Una reacción química puede definirse como un proceso químico en el cual una o más sustancias sufren transformaciones químicas. En dichas reacciones, ciertas moléculas (llamadas reactantes) se combinan para formar nuevas moléculas (llamadas productos). Las reacciones químicas se pueden describir por medio de una ecuación donde los reactantes se encuentran en la izquierda y los productos se encuentran a la derecha. Por ejemplo la reacción que produce agua se puede representar de la forma

$$2{\text{H}}_2+{\text{O}}_2⟶2{\text{H}}_2\text{O}.$$Una ecuación química balanceada es una ecuación algebraica que proporciona los números relativos de reactantes y productos en la reacción y tiene el mismo número de átomos de cada tipo tanto del lado izquierdo como del lado derecho de la ecuación, es decir, aquí se aplica la ley de la conservación de la materia. (Por simplicidad asumimos que no se produce calor durante la reacción). Por ejemplo, la ecuación anterior que describe la reacción que produce agua es una ecuación balanceada por que en la izquierda tenemos $4$ átomos de $\text{H}$ y $2$ átomos de $\text{O}$ y en la derecha tenemos el mismo número de átomos de $\text{H}$ y $\text{O}$. Para encontrar los coeficientes de cada tipo de reactante y producto que hacen que una ecuación química sea balanceada necesitamos resolver un sistema de ecuaciones lineales homogéneo. En general el sistema resultante tiene soluciones infinitas ya que cualquier múltiplo de una ecuación balanceada también es una ecuación balanceada. Cuando se quiere balancear una ecuación química se toman por lo tanto los menores coeficientes enteros positivos que hacen que la ecuación esté balanceada.

Aquí te mostraremos algunos ejemplos:

Ejemplo: Balancee la siguiente ecuación química$${Na}_2{CO}_3+C+N_2\to NaCN+CO.$$
Solución: Para balancear la ecuación química dada, introducimos variables $x,y,z,w,k:$$$\begin{array}{ccc}x{Na}_2{CO}_3+yC+z{N}_2& \to & wNaCN+kCO.\end{array}$$Dado que los números de átomos de $Na,$ $C,$ $O$ y $N$ deben ser iguales tanto de un lado como del otro, se sigue que$$\begin{array}{ccc}Sodio& Na:& 2x=w,\\ Carbono& C:& x+y=w+k,\\ Oxígeno& O:& 3x=k,\\ Nitrógeno& N:& 2z=w.\end{array}$$Reescribiendo el sistema anterior, obtenemos el siguiente sistema homogéneo$$\begin{array}{cccccccccc}2x& & & & -& w& & & =& 0\\ x& +& y& & -& w& -& k& =& 0\\ 3x& & & & & & -& k& =& 0\\ & & & 2z& -& w& & & =& 0\end{array}$$cuya matriz aumentada y su respectiva forma reducida es$$\left[\begin{array}{cccccc}2& 0& 0& -1& 0& 0\\ 1& 1& 0& -1& -1& 0\\ 3& 0& 0& 0& -1& 0\\ 0& 0& 2& -1& 0& 0\end{array}\right]\to \cdots \to \left[\begin{array}{cccccc}1& 0& 0& 0& -1/3& 0\\ 0& 1& 0& 0& -4/3& 0\\ 0& 0& 1& 0& -1/3& 0\\ 0& 0& 0& 1& -2/3& 0\end{array}\right].$$

 Aquí te mostrare algunos videos para que entiendas un poco mas sobre el balanceo de ecuaciones: