Magnitudes Atómico-Moleculares Química CBC - UBA Magnitudes Atómico-Moleculares Masa atómica Es la masa atómica promedio de los isótopos naturales de un elemento. Este valor se encuentra en la tabla periódica en (u) y se calcula teniendo en cuenta la masa atómica de cada isótopo y su correspondiente abundancia isotópica. Masa molecular Es la masa promedio de las moléculas de una sustancia. Se calcula sumando las masas de los átomos que constituyen la molécula multiplicadas cada una por su correspondiente atomicidad. Mol: Es la unidad de “cantidad de sustancia”. Es la cantidad de sustancia que contiene el mismo número de unidades elementales que el número de átomos que hay exactamente en 12 g del nucleído 12C . Ese número es 6,02 . 10 23. (Unidades elementales: Moléculas, átomos, iones, electrones, etc). Constante de Avogadro (NA): Es el número de unidades elementales que hay en un mol y su unidad es 1/mol o mol-1, entonces, NA = 6,02 . 1023 mol-1 Masa molar de un elemento Es la masa de un mol de átomos del elemento. Se simboliza como M y la unidad es g/mol. Masa molar de una sustancia Es la masa de un mol de moléculas o unidades fórmula de una sustancia. Se simboliza con M y la unidad es g/mol Volumen molar (Vm) El volumen molar de una sustancia es el volumen ocupado por un mol de unidades elementales de una sustancia en determinadas condiciones de presión y temperatura. Ejercicio 5.2 (Aplicado al Carbono) QUIMICA - Ejercicios y Guías de Estudio - CBC 2020 Calcular la masa (m) y el número de átomos (N) presentes en 2,00 mol de átomos de carbono Buscamos en la tabla periódica la masa atómica del C y encontramos que el valor es 12,0: Entonces 12,0 u : 12,0 g : masa de 1 átomo de C masa de 1 mol de átomos de C Masa Número Cantidad 12,0 g de C 6,02 x 10 23 át de C 1 mol de át de C 6,02 x 10 23 át de C 1,20 x 10 24 át de C = X 12,0 g de C 24,0 g de C = x 1,00 mol de át de C 2,00 mol de át de C 1,00 mol de át de C 2,00 mol de át de C Ejercicio 5.26 QUIMICA - Ejercicios y Guías de Estudio - CBC 2020 - Sabiendo que en un volumen de 0,0528 dm3 a 20°C hay 3,08 x 1023 moléculas de una sustancia de fórmula C4H11N . Calcular: a) El volumen molar de la sustancia a 20°C b) La cantidad de sustancia que contiene en total 1, 50 mol de átomos. c) La masa de 5 moléculas de la sustancia, expresada en gramos Magnitudes Atómico-Moleculares 73,1 u de C4H11N 1 molécula de C4H11N 4 x 12, 0 u 4 át de C 11 x 1,01 u 11 át de H 1 x 14,0 u 1 át de N 73, 1 u 16 73,1 g de C4H11N C4H11N át totales 6,02.10 23 moléculas de C4H11N u: Masa molecular (u/molécula) 73,1 g: Masa molar (g/mol) o ( g.mol-1) 1 mol de moléculas de C4H11N ( Masa molar) (Volumen molar) 4 x 12,0 g de C 4 X 6,02.10 23 át de C 4 mol de át de C -------------- 11 x 1,01 g de H 11 x 6,02.1023 át de H 11 mol de át de H -------------- 1 x 14,0 g de N 1 x 6,02.1023 át de N 1 mol de át de N -------------- 16 x 6,02.1023 át totales 16 mol de át totales -------------- 73,1 g Masa Número Cantidad Volumen Sabiendo que en un volumen de 0,0528 dm3 a 20°C hay 3,08 x 1023 moléculas de una sustancia de fórmula C4H11N. Calcular: a) El volumen molar de la sustancia a 20°C Vm es el volumen ocupado por 1 mol de moléculas, o sea por 6,02 x 1023 moléculas, entonces: Si 3,08 x 1023 moléculas de C4H11N 6,02 x 1023 moléculas de C4H11N 0,0528 dm3 x = 0,103 dm3 Vm = 0,103 dm3/mol b) La cantidad de sustancia que contiene en total 1, 50 mol de átomos. Observando la tabla anterior, vemos que 16 mol de átomos totales están presentes por cada mol de sustancia, por lo tanto 16, 0 mol de átomos totales 1,50 mol de átomos totales 1,00 mol de C4H11N x = 0,0938 mol de C4H11N 0,0938 mol de C4H11N c) La masa de 5 moléculas de la sustancia, expresada en gramos Observando la tabla anterior vemos que 6,02 x 1023 moléculas tienen una masa de 73,1 g, entonces 6,02 x 1023 moléculas de C4H11N 5 moléculas de C4H11N 73,1 g de C4H11N x = 6,07 x 10-22 g de C4H11N 6,07 x 10-22 g de C4H11N Magnitudes Atómico-Moleculares 73,1 u de C4H11N 1 molécula de C4H11N 4 x 12, 0 u 4 át de C 11 x 1,01 u 11 át de H 1 x 14,0 u 1 át de N 73, 1 u 16 73,1 g de C4H11N C4H11N u: Masa molecular (u/molécula) 73,1 át totales 6,02.10 C4H11N 23 moléculas de g: Masa molar (g/mol) o ( g.mol-1) 1 mol de moléculas de C4H11N (Masa molar) (Vm) 23 4 x 12,0 g de C 4 X 6,02.10 át de C 11 x 1,01 g de H 11 x 6,02.10 át de H 1 x 14,0 g de N 1 x 6,02.10 át de N 73,1 g MASA 0,103 dm3/mol 23 23 23 16 x 6,02.10 át totales NUMERO 4 mol de át de C -------------- 11 mol de át de H -------------- 1 mol de át de N -------------- 16 mol de át totales -------------- CANTIDAD VOLUMEN Problema 5.26 – Preguntas adicionales Calcular d) La masa de C4H11N expresada en gramos, en la que están presentes 2,41x1024 átomos de nitrógeno. e) La densidad del C4H11N a 20°C expresada en g/cm3 f) El número de moléculas de C4H11N presentes en 10,0 cm3 de sustancia Una vez que lo hayas resuelto con la ayuda de la tabla que construimos anteriormente, podes autoevaluar tu desempeño consultando la resolución. Controlá los resultados, el planteo, el uso de las unidad la expresión de los resultados con 3 cifras significativas, etc Resolución Resolución de las preguntas adicionales para autoevaluación d) 6,02 x 1023 at de nitrógeno 2,41x 1024 át de nitrógeno 73,1 g de C4H11N x= 292 g de C4H11N e) Teniendo en cuenta que la densidad es una propiedad intensiva y que ρ = m/ V Si en particular consideramos tener 1 mol de sustancia , la masa correspondiente es la masa molar (M) y el volumen ocupado por dicha masa es el volumen molar (Vm). Antes de reemplazar tenemos que tener en cuenta el cambio de unidades del volumen (0,103 dm3 = 103 cm3). Reemplazando con los valores de nuestra tabla ρ = M/VM f) 103 cm3 de C4H11N 10,0 cm3 de C4H11N ρ = 73,1 g / 103 dm3 ρ = 0,709 g/cm3 6,02 x 1023 moléculas de C4H11N x= 5,84 x 1022 moléculas de C4H11N
