La Mol


La mol es la unidad fundamental utilizada para medir la cantidad de una sustancia (elemento o  compuesto),  puesto que los átomos de los elementos y las moléculas de los compuestos son partículas demasiado pequeñas para ser vistas.  La mol es la unidad que conecta el mundo microscópico de las partículas (átomos o moléculas) de las sustancias y el mundo macroscópico de los humanos y sus laboratorios. 

 

La Mol y el Número de Avogadro

De manera estándar, la  mol está definida como “la cantidad de sustancia que contiene el mismo número de partículas que los átomos contenidos en exactamente 12g de carbono-12”.  De manera experimental, se ha determinado que el número de partículas en un mol de una sustancia es de 6.022 x 1023.  Este número es conocido como el número de Avogadro,  en honor al científico cuyo riguroso trabajo permitió su definición.  Es decir, que en un mol se pueden contar 6.022 x 1023 partículas individuales, de la misma manera que en una docena se pueden contar 12 objetos.  Por lo tanto, un mol de un elemento contiene 6.022 x 1023 átomos de ese elemento y un mol de un compuesto contiene 6.022 x 1023 moléculas individuales del compuesto.

 

1 Mol = 6.022 x 1023 átomos de un elemento

1 Mol = 6.022 x 1023 moléculas  de un compuesto

Ejemplo 1:

Calcule el número de moléculas presentes en 1.50 mol de dióxido de carbono, un producto de la respiración humana. 

 

Solución:

Si un mol de cualquier sustancia contiene 6.022 x 1023 partículas, para calcular el número de moléculas en 1.50 mol, se multiplica el número de moles por el número de Avogadro, así:

 

# moléculas CO2 = 1.50 mol CO2 * 6.022 x 1023 moléculas CO2 =  9.03 x 1023 moléculas.

                                                                1 mol CO2

 

La muestra continene  9.03 x 1023 moléculas de CO2.

 

Para calcular el número de partículas a partir de número de moles se  multiplica la cantidad de moles  por 6.022 x 1023.

 

Ejemplo 2:

Calcule la cantidad de moles que contiene 4.05 x 1023 átomos de calcio, un mineral esencial para los huesos y dientes.

 

Solución:

Si  6.022 x 1023 partículas de cualquier sustancia son un mol, para calcular el número de moles que contiene 4.05 x 1023 átomos, se divide el número de partículas por el número de Avogadro, así:

 

# mol Ca = 4.05 x 1023 átomos Ca *               1  mol  Ca          =  0.673 mol Ca

                                                            6.022 x 1023 átomos Ca

 

La muestra es de 0.673 mol Ca.

 

Para calcular el número de moles a partir del número de partículas,  se  divide la cantidad de partículas  por 6.022 x 1023.

 

La Masa Molar

La masa molar es la masa de un mol de una sustancia; es decir, la masa de 6.022 x 1023 átomos de un elemento o moléculas de un compuesto.  La masa molar es numéricamente igual a la masa atómica o peso atómico  de un elemento y a la masa molecular  o peso molecular de un compuesto, expresadas en gramos por mol (g/mol).     

 

Masa Molar = masa átomica de un elemento en g.

                             = masa molecular de un compuesto en g.

 

Ejemplo:

Calcule la masa molar del agua.

 

Solución:

Para calcular la masa molar, se debe sumar las masas atómicas de cada átomo en una molécula del compuesto y reportar la cantidad en gramos.

 

El agua contiene 2 átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno por cada molécula.  Sumando los pesos atómicos se obtiene lo siguiente:

 

H- 2(1.01g) = 2.02g

O- 1(16.00g) = 16.00 g

                          18.02 g/mol es la masa molar del agua. 

La Mol y la Masa Molar

La masa molar puede utilizarse para determinar el número de moles presentes en una muestra de una sustancia y vice versa.  Así mismo, utilizando la masa molar, la mol y el número de Avogadro, es posible saber el número de partículas presentes en cierta masa de una sustancia.

 

1 mol = masa molar (en g) = 6.022 x 1023 átomos o moléculas

 

Ejemplo 1:

Calcule el número de moles en una muestra de 1.50g de cloruro de calcio.

 

Solución:

Primero, es necesario determinar la masa molar del compuesto.  El cloruro de calcio (CaCl2) contiene dos átomos de cloro y uno de calcio por unidad del compuesto.  Al sumar las masas átomicas [40.08g Ca + 2(35.45g)Cl], se obtiene que la masa molar 110.98 g/mol.   Se sabe entonces que un mol de cloruro de calcio tiene una masa de 110.98g.  Para obtener el número de moles del compuesto en una muestra de 1.50g, se debe dividir esta cantidad por la masa molar, así:

 

# Moles CaCl2 = 1.50 g  CaCl2  *      1 mol CaCl2    =  0.0135 mol CaCl2

                                                         110.98 g CaCl2     

 

La muestra contiene 0.0135 moles de cloruro de calcio.

 

Para calcular el número de moles a partir de la masa de una muestra, se  divide la cantidad de muestra (en g) por la masa molar.

 

Ejemplo 2:

Calcule la masa de 2.75 moles de aluminio.

 

Solución:

Dado que la masa de un mol de un elemento es el peso atómico en gramos, se sabe que un mol de aluminio tiene una masa de 26.98 g.  Para obtener la masa de 2.75 moles de aluminio, se debe multiplicar la cantidad de moles por la masa molar del elemento, asi:

 

# g Al = 2.75 mol Al  *   26.98 g Al   = 74.2 g Al

                                         1 mol Al    

 

La masa de 2.75 moles de aluminio es de 74.2 gramos.

Para calcular la masa (en gramos) de un número de moles de una sustancia, se  multiplica la cantidad de moles por la masa molar.

Ejemplo 3:

Calcule el número de átomos de calcio presentes en 100. g del mineral.

 

Solución:

Este problema es una combinación de dos ejemplos en las secciones anteriores.  Es necesario saber la cantidad de moles presentes en la muestra para luego poder determinar el número de partículas que contiene.  Por lo tanto, es necesario dividir la masa de la muestra por la masa molar y luego multiplicar el número de moles por el número de Avogradro (6.022 x 1023), así:

 

# átomos Ca = 100.g Ca *  1 mol Ca    *  6.022 x 1023 átomos Ca  =  1.50 x 1024 átomos

                                           40.08 g Ca                  1 mol Ca

 

Hay 1.50 x 1024 átomos de calcio en 100. g del mineral.

 

Preguntas:

Calcule el número de moles en un anillo de plata pura cuya masa es de 5.0 g. (peso atómico Ag = 108) 0.046 mol
Calcule la masa (en gramos) de 10 átomos de oro puro. (peso atómico Au = 197) 3.271 x 10-21 g
  1. Calcule la masa molar del azúcar de mesa (sucrosa – C12H22O11).

           (pesos atómicos:  C=12, H=1, O=16)

342 g/mol
Calcule el número de moléculas de azúcar de mesa (sucrosa – C12H22O11) presentes en 15g de azúcar (la cantidad presente en un dulce pequeño). 2.6 x 1023 moléculas
¿Cuántos gramos de agua se necesitan para disponer de 10 millones de moléculas del compuesto?  2.989 x 10-16 g
Calcule el número de moles que contiene 8.35 x 1023 átomos de plomo. 1.39 mol
Calcule la masa de la muestra en el item anterior (#6). (Peso atómico  Pb=207) 287g