El mol, la masa molar y el número de partículas
4.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Interpretar el mol como unidad de cantidad de sustancia y usar la constante de Avogadro.
- Calcular masas molares y convertir entre masa y cantidad de sustancia.
- Relacionar moles con número de entidades y con volumen de un gas bajo condiciones declaradas.
Antes de empezar
- Leer fórmulas químicas y subíndices.
- Usar notación científica.
- Aplicar la ecuación de los gases ideales.
Contar partículas mediante una magnitud macroscópica
Los átomos, moléculas e iones son demasiado pequeños y numerosos para contarlos uno a uno. La cantidad de sustancia conecta ese mundo microscópico con masas y volúmenes medibles.
La entidad debe nombrarse: un mol de átomos, de moléculas o de unidades fórmula no representa el mismo objeto químico, aunque contenga el mismo número de entidades.
Mol y constante de Avogadro
- 1 mol contiene 6,02214076 × 10²³ entidades elementales
- La constante de Avogadro tiene valor exacto en el SI. En cálculos escolares puede escribirse 6,022 × 10²³ mol⁻¹ con la precisión adecuada.
Masa molar
- M en g/mol
- La masa molar es la masa de un mol. Para un compuesto se suman las masas atómicas multiplicadas por cada subíndice. Para una red iónica se habla de unidades fórmula, no de moléculas aisladas.
Mapa de conversiones
- De masa a moles: n = m/M.
- De moles a masa: m = nM.
- De moles a entidades: N = nNA.
- De entidades a moles: n = N/NA.
- Para gases, usa PV = nRT o un volumen molar solo si se indican las condiciones.
Moles en una muestra de dióxido de carbono
Una muestra contiene 44,0 g de CO₂; usa C = 12,0 y O = 16,0.
- M(CO₂) = 12,0 + 2 × 16,0 = 44,0 g/mol.
- n = 44,0 g / 44,0 g/mol.
- Las unidades de masa se cancelan.
n = 1,00 mol de moléculas de CO₂.
El volumen molar no es universal
- Gas ideal a 0 °C y 1 atm
Un mol ocupa aproximadamente 22,4 L.
- Otra presión o temperatura
El volumen cambia y debe calcularse con las condiciones correspondientes.
Los coeficientes y los subíndices cumplen funciones distintas
Cambiar la fórmula para conseguir la masa molar deseada.
La fórmula fija la composición; los coeficientes cuentan cantidades de entidades en una reacción.
Modificar un subíndice cambia la sustancia. La masa molar siempre se calcula desde la fórmula correcta.
Compruébalo ahora
¿Cuántos moles hay en 36,0 g de H₂O? Usa H = 1,0 y O = 16,0.
Ver solución explicada
Respuesta: 2,00 mol.
M(H₂O) = 2 × 1,0 + 16,0 = 18,0 g/mol; n = 36,0/18,0 = 2,00 mol.
Una muestra contiene 3,011 × 10²³ moléculas de CO₂. Calcula sus moles y su masa usando M(CO₂) = 44,0 g/mol.
Ver solución explicada
Respuesta: 0,500 mol y 22,0 g.
3,011 × 10²³ es la mitad de 6,022 × 10²³; por tanto n = 0,500 mol y m = 0,500 × 44,0 = 22,0 g.
Un gas ideal ocupa 4,92 L a 1,00 atm y 300 K. Calcula los moles con R = 0,0820 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹.
Ver solución explicada
Respuesta: 0,200 mol.
n = PV/RT = 1,00 × 4,92 /(0,0820 × 300) = 0,200 mol.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química · cuarto curso · bloque B: cuantificación de la cantidad de materia en sistemas materiales. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
Cuando lo tengas claro
Practicar esto: Pasar de gramos a moles y a número de partículasGases ideales, molaridad y diluciónEstequiometría, tipos de reacción y teoría de colisiones