La reacción química

MASA ATÓMICA

La unidad de masa en el S.I. es el kilogramo, pero ésta es una unidad demasiado grande para el átomo y, es por ello, por lo que los científicos han buscado una manera más sencilla para expresar la MASA DEL ÁTOMO.

Hemos visto que la mayor parte de la masa del átomo viene dada por los protones (p+) y los neutrones (n), ya que los electrones(e) tienen una masa despreciable. Por tanto podemos decir que la MASA DE UN ELEMENTO es la que corresponde a uno de sus átomos y equivale prácticamente a la suma de sus p+ y sus n.

Los científicos,  para expresar la MASA DE UN ÁTOMO, lo han hecho así:

  • Como referencia han escogido un átomo, el isótopo de C-12 (12 C)
  • Han establecido su masa como 12 unidades de masa atómica (6 p+ + 6 n)
  • La unidad de masa atómica (u.m.a.) es por tanto la masa de la doceava parte del átomo de carbono 12
  • Los científicos han comparado la masa del átomo del resto de los elementos con la del C-12

Por eso hablamos de masa de un átomo medida por comparación con la del átomo de C-12 y se llama MASA ATÓMICA RELATIVA  o MASA ATÓMICA.

EL MOL

En laboratorios o industria no se trabaja con átomos o moléculas sino con cantidades de sustancia que contienen un número muy elevado de átomos o moléculas

Para comparar cantidades de átomos y moléculas se emplea una unidad, EL MOL:

“cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales (o partículas) como átomos hay en 12g del átomo de C-12”

Las entidades elementales pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas

Amedeo Avogadro (físico y químico Italiano, Turín 1776) determinó que los 12 g de C-12 que se toman como referencia al definir MOL contienen 6,022 . 1023 átomos de C-12. Este número se llama NÚMERO DE AVOGADRO (NA) y por tanto podemos decir:

Sustancia Partículas Masa atómica/molecular Masa (g) Nº moles Nº partículas
Na

Ca

NH3

H2O

H2SO4

Átomos

Átomos

Molécula

Molécula

Molécula

23

40

17

18

98

23

40

17

18

98

1

1

1

1

1

6,022 . 1023

6,022 . 1023

6,022 . 1023

6,022 . 1023

6,022 . 1023


MASA MOLAR

Es muy difícil contar átomos, moléculas, partículas, etc. de una sustancia para determinar la cantidad de la misma. Para hacerlo más sencillo se define el concepto de MASA MOLAR que expresa la equivalencia entre MASA y CANTIDAD DE SUSTANCIA.

MASA MOLAR: masa de 1 mol de átomos, moléculas, iones, partículas, etc.

Se representa por M y se expresa en g/mol, y así expresado su valor numérico coincide con la masa atómica relativa.

La relación existente entre cantidad de sustancia, masa molar y masa es:

                                                        

También se relaciona Nº moles y Nº de moléculas

Nº de moléculas = n . NA

SODIO

  • Formado por átomos de Sodio, Na
  • 1 mol de átomos de Na tiene una masa de 23 g
  • la masa molar del Na es 23 g/mol
  • en 23g de Na hay 6,022 . 1023 átomos de sodio

YODO

  • está formado por moléculas diatómicas, I2.
  • 1 mol de moléculas de I2 tiene una una masa de 1272=254g
  • La masa molar de I2 es de 254 g/mol
  • En 254 g de I2 hay:
      • 6, 022 . 1023 moléculas de I2
      • 6,022 .  1023  2 = 1,204 . 104 átomos de I

DIÓXIDO DE CARBONO

  • formado por moléculas de CO2
  • 1 mol de moléculas de CO2 tiene una masa de 12 + 162 = 44 g
  • la masa molar del CO2 es de 44 g/mol
  • en 44 g de CO2 hay:
  • 6, 022 . 1023 moléculas de CO2
  • 6, 022 . 1023 átomos de C
  • 6, 022 . 1023  2= 1,204 . 1024 átomos de O

Ejercicio resuelto: Pincha en el siguiente enlace para descargarte el ejercicio completo.

Cálculo de moles, átomos, moléculas, etc

AJUSTE DE REACCIONES QUÍMICAS Y CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

  1. Calcular cuántos gramos de C2H6 se necesitarán para obtener 250g de CO2 en la siguiente reacción.

C2H6   +   O2    =          CO2   +     H2O

  1. El magnesio reacciona con el oxígeno para dar dióxido de magnesio. ¿Cuántos moles de magnesio harán falta para obtener 300g de dióxido de magnesio?
  2. Para la reacción SO2 con O2 en la que se obtiene SO3. ¿Cuántos gramos de oxígeno hacen falta para reaccionar con 16g de SO2?¿Cuántos gramos y cuántos moles de SO3 se obtendrán en este caso?
  3. El monóxido de carbono se puede transformar en dióxido de carbono al reaccionar con el oxígeno.
    1. ¿Qué cantidad de oxígeno necesitamos para obtener 100g de dióxido de carbono?
    2. ¿Qué volumen de dióxido de carbono se formará?

Pincha en este enlace para ajustar reacciones químicas online. ¡muy divertido!

CÁLCULO DE LA CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN:

Para expresar la concentración de una disolución, se pueden utilizar cuatro fórmulas diferentes:

 

Unidades de volumen:

S.I. : metros cúbicos (m3)

Otras unidades: litros (L),  mililitros (mL), centrímetros cúbicos (cm3 ), decímetros cúbicos (dm3)…

Equivalencias:

1m3 = 1000 L

1 dm3 = 1L

1cm3 = 1 mL

PROBLEMAS PROPUESTOS

  1. Una disolución contiene 6 mL de alcohol y 54 cm3 de agua. Calcula su concentración.
  2. Expresar la concentración de una disolución formada por 35 g de NaCl en 350 mL de agua en % en masa y g/L.
  3. Calcular la concentración de una disolución formada por 0,3 L de yodo en un volumen total de 1700mL.
  4. Calcula la concentración de una disolución formada por 250 mL de amoníaco en 750 cm3 de agua.
  5. Tenemos 5g de una sustancia de densidad 1,5g/mL en 300 mL de agua. Calcula la concentración de la disolución en % en masa, % en volumen y en g/L.
  6. Calcula la concentración de una disolución que contiene  200cm3 de HCl en un volumen de 1L.
  7. Calcula la cantidad en gramos de óxido de calcio necesaria para preparar  3L de disolución  al 7% en masa.
  8. Calcula la concentración de una disolución que contiene 15g de clorato potásico en  110 cm3 de agua.
  1. Calcula la concentración en % en volumen de una disolución de 250 ml de amoníaco en 750 cm3 de agua
  2. Calcula la concentración de una disolución que contiene 200 mg de KCl en 10 cm3 de agua.
  3. Calcular la molaridad de una disolución obtenida al disolver 20 g de NaCl en 500mL de agua.
  4. ¿Cuántos gramos y moles se necesitan para preparar una disolución 1,5 M de CuSO4 en agua?
  5. Calcular los gramos y moles de KCl en una disolución 5M.
  6. Queremos preparar en el laboratorio una disolución de ácido nítrico 0,1M. ¿Cuántos moles y gramos de ácido nítrico puro se necesitan? Una vez preparada la disolución, ¿Cuál será la nueva molaridad si añadimos medio litro de agua?

En este enlace puedes completar  y ampliar lo que has aprendido en clase.

 

 

 

 

 

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