Guía
Clase 9Electivo · Química90 minQuímica · Reacciones químicas y estequiometríaReacciones químicas y estequiometría

El mol y el número de Avogadro

Objetivo. Definir el mol como cantidad de sustancia. Convertir entre moles y número de partículas. Distinguir moles de moléculas de moles de átomos.

para partir

Desde el 20 de mayo de 2019 el mol tiene una definición exacta en el Sistema Internacional: contiene 6,02214076 × 10²³ entidades, porque los metrólogos fijaron ese número por acuerdo. Los coeficientes de 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O cuentan moléculas, y en el laboratorio se miden masas. Esta clase define el mol y usa el número de Avogadro para convertir cantidad de sustancia en número de partículas.

El mol es el concepto puente de la estequiometría: conecta el conteo de partículas con las masas que se miden en la balanza. Sobre él se construyen la masa molar, los cálculos masa-masa y el reactivo limitante.

Antes de empezar, decide para ti:

  • ¿Un mol de plumones y un mol de granos de arena tienen la misma cantidad de objetos?
  • ¿Un mol de agua pesa lo mismo que un mol de hierro?
  • ¿1 mol de O₂ es lo mismo que 1 mol de átomos de O?
Piensa tus respuestas
1:30

El mol es la unidad de cantidad de sustancia

El mol es la unidad del Sistema Internacional que mide cantidad de sustancia. Un mol contiene siempre el mismo número de entidades elementales:

1 mol = 6,022 × 10²³ partículas

Ese número se llama número de Avogadro y se anota NA. “Partículas” cubre átomos, moléculas, iones o electrones. Siempre hay que decir de qué. Un mol de átomos de hierro y un mol de moléculas de agua tienen la misma cantidad de partículas; las masas son distintas porque cada partícula pesa distinto.

  • 1 mol de átomos de Fe = 6,022 × 10²³ átomos de hierro
  • 1 mol de moléculas de H₂O = 6,022 × 10²³ moléculas de agua
  • 1 mol de iones Na⁺ = 6,022 × 10²³ iones sodio

El número de Avogadro y la muestra de laboratorio

Un vaso de agua de 18 g contiene un mol de moléculas de agua, es decir 6,022 × 10²³ moléculas. Esa masa se pesa en una balanza corriente. El mol agrupa las partículas en una cantidad que el laboratorio puede medir, y por eso los cálculos se hacen en moles y no molécula a molécula.

Convertir: de moles a partículas y de vuelta

Solo hay dos operaciones, y son inversas.

De moles a partículas: se multiplica por NA.

partículas = moles × 6,022 × 10²³

De partículas a moles: se divide por NA.

moles = partículas ÷ 6,022 × 10²³

El control de calidad es el orden de magnitud: si te piden pasar de moles a partículas, el resultado tiene que ser mucho más grande. Si te dan partículas y pides moles, tiene que ser mucho más chico. Un resultado de 3 × 10⁴⁵ partículas a partir de 2 moles está mal, y se ve sin calcular nada.

Actividad · Cálculo3 puntos

Ejemplo resuelto — ¿Cuántas moléculas hay en 2,5 moles de CO₂?

Actividad · Cálculo3 puntos

Ejemplo con fading — Una muestra contiene 3,011 × 10²³ átomos de sodio. ¿Cuántos moles son? Completa tú los dos últimos pasos.

Actividad · Completa5 puntos

Completa las ideas centrales de la clase:

El mol es una unidad de cantidad de , y un mol siempre contiene × 10²³ partículas. Ese número se llama número de . Para pasar de moles a partículas se por ese número, y para pasar de partículas a moles se . Un mol de átomos de hierro y un mol de moléculas de agua tienen la cantidad de partículas, aunque no pesen lo mismo.

Actividad · Selección múltiple2 puntos

Un estudiante afirma: 'Un mol de agua pesa lo mismo que un mol de hierro, porque los dos tienen 6,022 × 10²³ partículas'. ¿Qué error comete?

Actividad · Selección múltiple2 puntos

¿Cuántos átomos de oxígeno hay en 1 mol de moléculas de O₂?

Actividad · Verdadero o falso1 punto

Medio mol de N₂ contiene 3,011 × 10²³ moléculas de nitrógeno y 6,022 × 10²³ átomos de nitrógeno.

Actividad · Análisis4 puntos

Un laboratorio tiene dos frascos: el frasco A con 0,25 mol de CO₂ y el frasco B con 1,5 × 10²³ moléculas de H₂O. (1) ¿Cuál frasco tiene más moléculas? Justifica con el cálculo. (2) ¿Cuál tiene más átomos de oxígeno en total? (3) Explica por qué las respuestas de (1) y (2) no tienen por qué coincidir.

síntesis

Para cerrar

El mol es la unidad de cantidad de sustancia: siempre son 6,022 × 10²³ partículas, el número de Avogadro. De moles a partículas se multiplica; de partículas a moles se divide. Dos moles de sustancias distintas tienen la misma cantidad de partículas y masas distintas, porque las partículas pesan distinto. El detalle que decide los ítems: hay que leer si el enunciado habla de moléculas o de átomos, porque el subíndice de la fórmula multiplica. El paso siguiente conecta el mol con la balanza.

Piensa sobre tu aprendizaje

  • Vuelve a las tres preguntas del inicio. ¿Cambiaste alguna respuesta?
  • El error más común fue confundir moles de moléculas con moles de átomos. ¿Cómo te vas a asegurar de no cometerlo cuando resuelvas?
  • Si el mol es solo un contador, ¿para qué crees que lo vamos a necesitar cuando lleguemos a los cálculos con masas?

referencias

Bibliografía

  1. 01Ministerio de Educación de Chile (2019). Programa de Estudio Ciencias para la Ciudadanía y Química, Formación Diferenciada.
  2. 02Chang, R. & Goldsby, K. (2017). Química (12ª ed.). McGraw-Hill.
  3. 03Petrucci, R. et al. (2017). Química General (11ª ed.). Pearson.
  4. 04Khan Academy. El mol y el número de Avogadro. https://es.khanacademy.org
  5. 05Bureau International des Poids et Mesures (2019). Le Système international d'unités, 9ª edición: definición del mol. https://www.bipm.org/en/history-si/mole
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