Algunos conceptos básicos Con la finalidad de relacionar la

ALGUNOS CONCEPTOS BÁSICOS
Con la finalidad de relacionar la temática de agua y sistemas acuosos con la de soluciones, debemos
hacer un paréntesis en nuestro análisis para definir y comprender ciertos conceptos que nos serán
de utilidad:
 Masa atómica relativa.
 Masa atómica promedio.
 Masa molecular.
 Mol.
 Masa molar atómica.
 Masa molar molecular.
MASA ATÓMICA RELATIVA
Dado que los átomos son muy pequeños, la medición de su masa no puede realizarse de forma
directa. Es necesario elegir un átomo para tomarlo como patrón de referencia y determinar las
masas de los demás en función de ella. Desde 1961 se toma como patrón de medidas al átomo de
carbono-12 (12C) al que se le designa arbitrariamente el valor de 12,000 unidades de masa atómica
(u.m.a). Evidentemente, cada u.m.a representa un valor muy pequeños si se lo expresa en gramos:
1,66 x 10-24g.
MASA ATÓMICA PROMEDIO
En la naturaleza, cada elemento posee cierta cantidad de isótopos (átomos con igual cantidad de
protones y distinta cantidad de neutrones). Para el carbono, existen 3 isótopos naturales
conocidos: carbono-12 (12C), carbono-13 (13C) y carbono-14 (14C). Como los 3 tipos coexisten en
muestras que contengan carbono, es necesario definir una masa promedio teniendo en cuenta las
masas de todos sus isótopos y su abundancia en la naturaleza. A esta masa se le llama masa
atómica promedio (MA) y es el valor que aparece en la tabla periódica para cada elemento. A
veces este parámetro recibe el nombre de peso atómico.
Tomemos un ejemplo para el caso del cloro:
Isótopo
Abundancia en la naturaleza
Masa atómica
Cl
Cl
75,53%
24,47%
34,969 u.m.a
36,966 u.m.a
35
37
La masa atómica promedio se calcula como:
MA Cl =
34,969 u.m.a x 75,53 + 36,966 u.m.a x 24,47
100
= 35,458 u.m.a
Ejercicio 1
Determinar la MA del magnesio sabiendo que existen 3 isótopos naturales:
 24Mg – 24,0 u.m.a – 79% abundancia natural.
 25Mg – 25,0 u.m.a – 10% abundancia natural.
 26Mg – 26,0 u.m.a – 11% abundancia natural.
Ejercicio 2
Los 3 isótopos naturales del silicio son: Silicio-28 (27,97693 u.m.a / 92,21% abundancia), Silicio-29
(28,97659 u.m.a / 4,70% abundancia) y Silicio-30 (29,97376 u.m.a / 3,09% abundancia). Determinar
el peso atómico del silicio.
MASA MOLECULAR
Las moléculas se definen como conjuntos de átomos unidos por enlace covalente: el H2O, el
amoníaco (NH3) y el alcohol etílico (C2H5OH) son ejemplos de sustancias formadas por moléculas.
Aquí es conveniente definir la masa molecular (MM) que surge de la suma de las masas atómicas
promedio de los átomos que integran la molécula. También se mide en u.m.a.
Ej.:
Agua, H2O
MM = MA O + 2 (MA H)
MM = 16,0 u.m.a + 2 (1,0 u.m.a)
MM = 18,0 u.m.a
Glucosa, C6H12O6
MM = 6 (MA C) + 12 (MA H) + 6 (MA O)
MM = 6 (12,0 u.m.a) + 12 (1,0 u.m.a) + 6 (16,0 u.m.a)
MM = 180,0 u.m.a
Aunque las sustancias estén integradas por iones y no por moléculas (como el cloruro de sodio
NaCl, integrado por Na+ y Cl-) el cálculo se realiza de igual manera pero se le llama masa fórmula.
Ej.:
NaCl
MF = MA Na + MA Cl
MF = 23,0 u.m.a + 35,5 u.m.a
MF = 58,5 u.m.a
Ejercicio 3
Calcula la masa molecular de:
- Sacarosa (C12H22O11)
- Tetracloruro de carbono (CCl4)
- Nitrógeno (N2)
MOL
El mol es una de las unidades fundamentales del Sistema Internacional. Es la unidad de cantidad de
sustancia.
Aún las muestras más pequeñas que se manejan en el laboratorio contienen número enormes de
átomos, iones o moléculas. Por ejemplo una cucharadita de agua (aprox. 5 mL) contiene unas
2x1023 moléculas (200000000000000000000000). Resulta conveniente tener una unidad especial
para describir cantidades tan grandes. Esta unidad empleada para manejar cantidades de átomos,
iones y moléculas se denomina MOL:
Mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades como átomos
existen en 12g de carbono-12 (12C)
Se ha determinado experimentalmente que en 12g de 12C hay 6,02x1023 átomos de carbono. El
número 6,02x1023 se conoce conoce como número de Avogadro (NA).
Amadeo Abogadro (1776 – 1856). Físico y Químico italiano en cuyo honor se designa el
número visto anteriormente.
Por lo tanto, un mol de determinadas entidades comprende un conjunto de ellos igual al número
de Avogadro:
 Un mol de átomos de Oxígeno = 6,02x1023 átomos de Oxígeno.
 Un mol de moléculas de Agua = 6,02x1023 moléculas de Agua.
 Un mol de cationes Na+ = 6,02x1023 cationes Na+.
 Un mol de electrones = 6,02x1023 electrones.
En resumen: un mol de entidades = 6,02x1023 entidades.
Para tener una idea de lo grande de este número
Si tuvieras que recorrer 6,02x1023 Km viajando a la velocidad 6,02x1023 Pelotas de tenis cubrirían
de la luz (300000 Km/s) tardarías unos 63630982580 años
la Tierra hasta una altura de
160 km
Si tuvieras 6,02x1023 dólares podrías gastar
1000000000 (mil millones) de dólares por segundo
durante toda tu vida y aún tendrías más del 99,99%
de tu fortuna para heredarle a tus hijos
MASA DE UN MOL DE ATOMOS (MASA MOLAR ATÓMICA)
La masa de un mol de átomos de determinado elemento químico (expresada en gramos), es
numéricamente igual a la masa atómica de dicho elemento (expresada en u.m.a), y se suele
denominar masa molar atómica ( MA). Las unidades de la masa molar atómica es g/mol (léase
gramos por mol).
Si un átomo de azufre tiene una masa de 32,1 u.m.a, la masa molar atómica del azufre es
32,1g/mol; lo que quiere decir que para tener un mol de átomos de azufre, son necesarios
solamente 32,1g de esta sustancia. En esos 32,1g de azufre estaremos ante 6,02 x 1023 átomos de
azufre. Como los átomos son muy pequeños, verás que el volumen que ocupan todos estos átomos
también es pequeño.
Ej.:
MA Fe = 55,8 u.m.a
MA Fe = 55,8 g/mol
Entonces:
Masa de un mol de átomos de Fe
55,8 g de Fe
Masa de 6,02 x 1023 átomos de Fe
Ejercicio 4
a) ¿Cuál es la masa de un átomo de calcio? ¿Y la de un mol de átomos de cobre?
b) Si se tienen 863,2g de plata: ¿a cuántos mol corresponde y cuántos átomos de plata hay en
esta masa?
c) Se dispone de 1 mol de argón para la fabricación de una lámpara: ¿cuántos mol representa
y cuántos átomos de argón se encuentran en esa cantidad de sustancia?
MASA DE UN MOL DE MOLÉCULAS (MASA MOLAR MOLECULAR)
Consideremos la molécula de dióxido de carbono, CO2.
MM CO2 = MA C + 2 (MA O)
MM CO2 = 12,0 u.m.a + 2 (16,0 u.m.a) = 44,0 u.m.a
De maneta muy similar se define un parámetro a nivel de moléculas. La masa de un mol de
moléculas de determinada sustancia (expresada en gramos), es numéricamente igual a la masa
molecular de dicha sustancia (expresada en u.m.a), y se suele denominar masa molar molecular (MM).
Se expresa en las siguientes unidades: g/mol
Ej.:
MM CO2 = 44,0 u.m.a
MM CO2 = 44,0 g/mol
Así que si tenemos 44,0g de CO2 sabemos que:

Hay un mol de CO2.

Hay 6,02 x 1023 moléculas de CO2.

Hay 6,02 x 1023 átomos de C (cada molécula tiene 1 átomo de carbono); lo que
corresponde a 1 mol.

Hay 1,204 x 1024 átomos de O (es decir 2 x 6,02 x 1023 porque cada molécula tiene 2
átomos de oxígeno); lo que corresponde a 2 mol.

Hay 12,0g de C.

Hay 32,0g de O.
Ejercicio 5
a) ¿Cuántos gramos de agua se necesitan para tener 2,8 mol de agua? ¿Cuántas moléculas hay
en esta cantidad de sustancia?
b) Se determina experimentalmente que en un recipiente hay 665,4g de amoníaco (NH3).
¿Cuántas moléculas hay en total? ¿Cuántos átomos de hidrógeno están presentes?