CANTIDAD DE SUSTANCIA
La CANTIDAD de SUSTANCIA aparece gracias a la consolidación de la teoría atómica molecular, ya que su introducción en 1 rxn química hace que se centre más la atención en la relación entre el # de partículas que intervienen en la misma, que en los pesos de combinación.
Su introducción hace posible contar en el nivel microscópico las entidades elementales a partir de las masas o los volúmenes de combinación de las sustancias que reaccionan.
+
–
Cantidad de sustancia
En sustancias iguales se puede medir sin problemas en unidades de masa o de volumen
El problema surge cuando queremos comparar cantidades en sustancias diferentes.
Aquí el concepto de “cantidad de sustancia” tendría que basarse en la cuenta de las partículas imperceptibles que conforman la materia
No= 6.02214199 x 1023 entidades elementales/mol
Constante de Avogadro
Entidades elementales: átomos, iones, moléculas, fórmulas, e-.
1 mol de átomos de carbono
1 mol de iones Na+
1mol de núcleos de He
1 mol de moléculas de O2
1 mol de e-
1 mol de fórmulas NaCl
¿Cuántos átomos de sodio hay en la siguiente cantidad de sustancia: 0.3 moles de átomos de sodio?
El No nos permite transformar cantidad de sustancia, n, a número de partículas , N.
N átomos de Na = 0.3 mol Na
6.02 x 1023 átomos de Na
1 mol Na
N = 1.81 x 1023 átomos de Na
ACTIVIDAD
Se tiene una muestra de benceno con 1.27 x 1022 moléculas. Calcula la cantidad de sustancia en dicha muestra, expresada como moles de moléculas de benceno.
Como se mide la cantidad de sustancia?
Se mide indirectamente, a través de una propiedad que sea proporcional al # de entidades elementales, como puede ser la masa, el peso o inclusive el volumen.
Los pesos atómicos relativos NO tienen unidades, ya que se refieren a un cociente entre 2 pesos, o sea, a 1 peso atómico comparado con el de 1 átomo patrón.
Siglo XIX
Peso atómico de A= Peso del átomo A
Peso de átomo de hidrógeno
Definición actual
Peso del átomo de A = Peso atómico de A
1/12 del peso del átomo de carbono 12
Se puede sustituir la palabra “peso” por “masa” ya que una comparación entre 2 pesos es idéntica a una comparación entre 2 masas en el mismo lugar de la tierra
Peso atómico de A = Masa del átomo de A
1/12 de la masa del átomo de carbono-12
El resultado no se altera si consideramos 2, 3, o más átomos de A y 2, 3, o más átomos patrón. En particular si consideramos 1 mol de dichos átomos:
Peso atómico de A = Masa de 1 mol de átomos de A
1/12 de la masa de un mol de átomos de carbono12
Al numerador de esta expresión se le denomina “masa molar” del elemento MA y las unidades g/mol.
Reconocemos que la masa de 1 mol de átomos de C12 es exactamente 12g. Así llegamos a la importante expresión:
Peso atómico de A = MA = MA
1/12 (12g/mol) 1g/mol
Si repetimos este proceso iniciando con el peso molecular del compuesto A, llegaríamos a una ecuación idéntica:
Peso molecular de A = MA
1g/mol
La masa molar de A, sea A un elemento o un compuesto, es igual al peso atómico o molecular de A, que es un número adimensional, multiplicado por la unidad 1g/mol.
MA = peso atómico o molecular de A (1g/mol)
El peso atómico relativo es un cociente sin unidades, en el que se compara la masa (o el peso) de 1 átomo dado con la doceava parte de la masa o peso de 1 átomo de carbono 12.
Masa Molar es la masa de 1 mol de entidades elementales. Sus unidades son g/mol.
Ambas cantidades, aunque muestran el mismo valor numérico, tienen diferentes unidades.
Los datos de los pesos atómicos calculados de esta manera se encuentran en cada casilla de la tabla periódica.
MASA MOLAR DE UNA FÓRMULA
La masa molar se obtiene al sumar las masas molares de los átomos que constituyen la molécula o fórmula, sin olvidar que los subíndices de los símbolos elementales hablan del número de átomos de ese elemento presentes en la fórmula.
1 mol de agua, H2O, contiene 1 mol de átomos de oxígeno y 2 moles de átomos de hidrógeno. Así la masa molar se calcula al sumar la masa de 1 mol de oxígenos (16g) y 2 moles de hidrógenos (2g).
MH2O = [(1)16 + (2)1]g de agua = 18 g/mol
1 mol de moléculas de agua
(Gp:) CANTIDAD DE SUSTANCIA EN CIERTA MASA
Se tienen 3.02 g de carbono-12 ¿cuál es la cantidad de sustancia en esta muestra?
La incógnita es la cantidad de sustancia de carbono-12, sus unidades son moles.
nc mol C12 = 3.02g C12 1 mol C12 =0.252 mol C12
12 g C12
NÚMERO DE MOLECULAS EN CIERTA MASA
Indica las moléculas de agua que hay en una muestra con 10g de agua.
Las unidades de la incógnita son moléculas de agua y las del dato son gramos de agua.
10g H2O 1 mol H2O 6.02 x 1023 moléculas de H2O = 3.35 x 1023 moléculas de H2O
18 g H2O 1 mol H2O
Calcula el número de fórmulas de NaCl en 3.54 moles de NaCl
Calcula la cantidad de sustancia de S8 en una muestra con 2.43 x1024 moléculas de S8.
Calcula la masa de una muestra de benceno, C6H6 que contiene 3.8 x 1023 moléculas de C6H6.
Calcula la cantidad de sustancia de NO en el aire de una habitación que contiene 3.3 x 10-5g NO.
La masa molar del Cu es de 63.45 g/mol ¿cuál es la masa de 1 átomo de Cu?
6. Calcula la masa en gramos que hay en
5.02 moles de oro
0.050 moles de uranio
14.5 moles de neón
3.5 x 10-3 moles de polonio
7. Calcula la cantidad de sustancia presente en cada una de las siguientes masas:
a)12g de Na
b) 0.03g de platino
c) 0.875g de As
d) 0.986g de xenón
8. Cuantos átomos hay en 1 g de Cu?
9. En que muestra hay más átomos de plata? La masa molar de la plata es de 107.9g/mol
6.7g de plata
0.16 moles de plata
6.53 x 1022 átomos de plata
10 Calcula las masas molares de las fórmulas moleculares de los siguientes compuestos:
amoniaco, NH3
Benceno, C6H6
Metano, CH4
Glucosa,C6H12O6
REACCIONES QUÍMICAS
Para obtener la gran mayoría de estos productos, han sido necesarios un sinnúmero de procesos que involucran transformaciones de unas sustancias en otras, esto es, de reacciones químicas.
Telas sintéticas
cosméticos
Jabón
Celdas solares plásticas
Suceden espontáneamente en el mundo que nos rodea, ejemplos:
Encender un cerillo
Oxidación de metales
Revelado fotográfico
Procesamiento de alimentos
Sucede 1 rxn química cuando unas sustancias iniciales (reactivos) se transforman en otras (productos) que tienen diferentes propiedades físicas y químicas.
Ley de la Conservación de la Materia
En toda rxn química, la masa total presente antes y después del cambio es la misma
Si se piensa en 1 rxn química como un reacomodo de átomos a nivel molecular, es fácil entender la ley de conservación de la materia, pues las partículas individuales no se transforman unas en otras, sino que sólo cambia la forma en la que están asociadas.
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA
En 1 rxn química la masa se conserva.
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