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MASA ATÓMICA - CONCEPTO DE MOL - MASA MOLAR
El número de partículas subatomicas (protones, neutrones y electrones) presentes en el átomo,
determinan la masa del mismo. Por lo tanto, conociendo la masa de las partículas subatómicas,
podemos determinar la masa de un átomo cualquiera, como por ejemplo, en el caso del átomo
de nitrógeno,
:
Masa
del
átomo
de
7
px
masa
protón
+
7
nx
masa
neutrón
+
7
e- x
-24
-24
-28
= 7 p (1,673x10 g/p) + 7 n (1,675x10 g/n) + 7 e (9,109x10 g/e )
= 2,344x10-23 g
nitrógeno =
masa
electrón
Como podemos observar, la masa de cada átomo es sumamente pequeña, por lo que resulta
imposible trabajar con un sólo átomo de cualquier elemento. Sin embargo, para trabajar en
cualquier experimento en el laboratorio, es necesario el conocer la masa, por ello se estableció el
sistema de masa referencial, es decir, establecer las masas de los elementos en función de la
masa de otro.
Importante:
Para elegir apropiadamente el patrón de referencia, se debe tener en
cuenta que sea el más abundante.
Mediante
convenio
internacional
se
estableció
que
el átomo
de
sería el carbono-12, por ser el más abundante en la naturaleza,
una masa relativa de 12 uma (unidades de masa atómica).
La unidad
de masa atómica, uma,
se
define
como
la
masa
igual a la doceava (1/12) parte de la masa de un átomo de carbono-12.
referencia
asignándole
exactamente
Masa atómica promedio
La mayor parte de los elementos se presentan en la naturaleza como una mezcla de isótopos con
diferentes abundancias relativas, por ello conociéndolas, se puede determinar la masa atómica
promedio del elemento, así por ejemplo:
Problema 1.1
El silicio, que representa el 25 % de la masa de la corteza terrestre, está constituido
por una mezcla de tres isótopos naturales según se muestra en la siguiente tabla:
Isótopo
masa
(uma)
abundancia
relativa (%)
28Si
27,976927
92,23
29Si
28,976495
4,67
30Si
29,973770
3,10
Para determinar la masa atómica promedio se debe tener en cuenta el aporte en masa de cada
isótopo según su abundancia relativa:
masa atómica promedio = 28,085509 uma
CONCEPTO DE MOL
Ejercicio 1.5
¿Cuántos lápices hay en una docena de lápices?
¿Cuántas monedas de 5 soles habrá en un millar de monedas de 5 soles?
¿Cuántos IPod hay en una caja que contiene 3 cientos de Ipod?
Existen otros términos como docena, millar, ciento, gruesa, etc., que nos informan sobre
la cantidad de objetos a los que nos referimos y que elegimos según el número de ellos. Como
hemos visto, los átomos son partículas sumamente pequeñas y en los objetos que los contienen
hay muchísimos de ellos, por ejemplo la partícula de polvo más pequeña que podemos
observar a simple vista contiene alrededor de 1x1016 átomos, por lo tanto, para poder
referirnos a determinada cantidad de ellos, así como de otros "objetos" microscópicos,
necesitamos hacer uso de una unidad científica estándar, que se denomina "mol" y
que representa a 6,023x1023 "objetos".
Importante
En el sistema internacional de unidades, SI, el mol es la cantidad de una sustancia
que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas u otras partículas),
como átomos hay exactamente en 12 gramos del isótopo de carbono-12.
En otras palabras: un mol es el número de átomos de 12C que hay en
12 g de dicho isótopo.
El número real de átomos de C-12 que se encuentran en 12 g de 12C se denomina el número de
Avogrado, NA, en honor al científico italiano Amadeus Avogadro; es decir, el número de objetos
presentes en un mol:
NA = 6,022 x 1023
Observación
La masa de un mol de átomos de 12C tiene el valor de 12 g, numéricamente igual
al de la masa de un átomo de 12C que es de 12 uma, en consecuencia:
La masa de un átomo de un elemento (en uma),
esnuméricamente igual a la masa (en gramos) de un
mol de átomos de dicho elemento.
En consecuencia, si la masa de un átomo de hierro, Fe, tiene el valor de 55,85 uma,
podemos afirmar que la masa de un mol de átomos de hierro es de 55,85 g, es decir:
55,85 uma ⇔ 1 átomo de Fe
55, 85 g ⇔ 1 mol de átomos de Fe
De donde podemos escribir:
Y podemos obtener las siguientes equivalencias:
1 g = 6,022x1023 uma
1 uma = 1,661x10-24 g
Problema 1.2
En base a lo estudiado hasta el momento, podemos aplicar el concepto de mol a la cantidad de
partículas presentes en los átomos, por ejemplo, para el átomo de
, podemos afirmar:
#p
#n
# e-
1 átomo
7
7
7
1 mol de átomos
7 moles
7 moles
7 moles
6,022 x 1023 átomos
4,2154 x 1024
4,2154 x 1024
4,2154 x 1024
cantidad de
Problema 1.3
Tal como trabajamos con otras unidades de cantidad, también podemos trabajar con
fracciones y múltiplos de mol, así por ejemplo, si tenemos 45 g de silicio, Si,
podemos determinar cuántas moles de Si (moles de átomos de Si) tenemos:
Anteriormente determinamos que la masa atómica promedio del Si es
uma, es decir, la masa de 1 mol de átomos de Si será de 28,055 g, en consecuencia:
28,055

Ejercicio 1.6
En una caja de gelatina se observa la siguiente leyenda:
Composición por cada porción de 5,67 g: Calcio: 1,7 g; Sodio: 55 mg y Vitamina C: 12 mg
En base a esta información determina para el calcio, Ca, (masa atómica = 40 uma):
cuántas moles de calcio están presentes.

cuántas moles de electrones están contenidos en ésos átomos de

cuántos neutrones están contenidos en esa cantidad de

La masa atómica del
.
.
.