Relaciones Masa-Mol y fórmulas químicas

RELACIONES MASA-MOL Y FÓRMULAS QUÍMICAS

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REPORTE/ESTATUS

MASA MOLECULAR

La masa molar se define como la masa de una molécula, medida en unidades de masa atómica (uma).

Matemáticamente se obtiene de la sumatoria de las masas de los átomos de los elementos que forman el compuesto.

DEFINICIÓN DE MOL Y NÚMERO DE AVOGADRO

01.

En el Sistema Internacioal, el mol es una cantidad física fundamental que mide cantidad de materia.

Matemáticamente es equivalente a la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas o iones) como átomos de carbono presentes en 12 g del isótopo C12.

El número de Avogrado (Na) indica la cantidad de partículas (átomos, moléc ulas o iones) presentes en un mol de sustancia.

02.

• 1 mol de elemento = 6.022 X 1023 átomos
• 1 mol de compuesto = 6.022 X 1023 moléculas

La masa molar de una sustancia se define como la masa, en gramos, contenida en un mol de sustancia. Se mide en (g/mol) y es numéricamente igual a la masa molecular.

03.

Ejemplo: la masa molar del ácido sulfúrico es 98 g/mol.

Ejemplo no. 1: aplicación de número de avogadro en un elemento

Calcular la cantidad de átomos de aluminio presentes en 500g de aluminio.

RESOLUCIÓN

Partiendo de la cantidad de aluminio, y aplicando la estrategia de análisis dimensional se tiene que:

Se relacionó la cantidad de aluminio con la masa molar y posteriormente con la relación molar obtenida del número de Avogadro.

Ejemplo no. 1: aplicación de número de avogadro en un compuesto

Calcular la cantidad de átomos de hidrógeno presentes en 500 g H2O

RESOLUCIÓN

Partiendo de la cantidad de H2O, y aplicando la estrategia de análisis dimensional se tiene que:

Se relacionó la cantidad de agua con su masa molar y posteriormente se estableció la relación molar obtenida a partir de la fórmula química del agua: por cada mol de agua hay dos moles de hidrógeno. Por último se aplica la relación obtenida del número de Avogadro.

composición porcentual de un compuesto

Ejemplo: La composición porcentual del ácido nítrico HNO3 es:

La composición porcentual de un compuesto indica la proporción, como un porcentaje, con la cual contribuye la masa de cada elemento en la masa total del compuesto.

fórmula empírica y fórmula molecular

La fórmula empírica indica la relación mínima de los elementos que forman un compuesto.

La fórmula molecular indica la cantidad real de cada elemento en un compuesto. Es posible obtener la fórmula molecular a partir de la fórmula empírica calculando un valor entero (f) por el cual se multiplican los subíndices de la fórmula empírica.

obtención de la fórmula empírica y fórmula molecular

Obtención de la fórmula empírica

Obtención de la fórmula molecular

1. A partir de la composición porcentual del compuesto, obtener la cantidad en gramos de cada elemento en el compuesto.
2. Calcular la cantidad equivalente de moles para cada elemento.
3. Obtención de la relación molar: dividir los moles obtenidos de cada elemento entre la cantidad de moles mínima obtenida. El cociente debe ser un valor aproximable a un valor entero (±0.3). De lo contrario, deberá multiplicar todos los cocientes por un valor entero hasta obtener un resultado aproximable.
4. Obtención de fórmula empírica: Colocar el valor entero obtenido en el paso anterior como subíndice en cada elemento.

1. A partir de la masa molar y la masa de la fórmula empírica, calcular el factor (f).
2. Obtención de fórmula molecular: Multiplicar cada uno de los coeficientes de la fórmula empírica por el factor (f).

obtención experimental de la fórmula empírica: análisis por combustión

El análisis por combustión permite obtener de forma experimental la fórmula química de compuestos orgnáicos por medio de la incineración de una ctantidad conocidad de muestra y la cuantificación de los gases de combustión.

A partir de los gases CO2 que se producen se cuantifica la cantidad de carbono. Considerando la siguiente relación:

A partir de los gases de H2O se cuantifica la cantidad de hidrógeno presente a partir de la relación:

La cantidad de oxígeno presente en la muestra se obtiene de la diferencia: Masa de Oxígeno = Masa de muesta - masa de C - masa de H

obtención experimental de la fórmula molecular: análisis por combustión

A partir de la masa de CO2 calcular la masa de C en gramos.

A partir de la masa de H2O calcular la masa de H.

Clacular la masa de oxígeno por diferencia de masas.

Ejemplo de aplicación

A partir de los gramos de cada elemento, obtener los moles equivalentes.

Obtener la relación molar dividiendo entre el mínimo valor obtenido.

Aproximar al entero más cercano. Si el número no es aproximable, multiplicar todos los valores por un entero hasta que sea aproximable.

Obtener la fórmula empírica

A partir de la masa molar y la fórmula empírica, obtener la fórmular molecular.

Calcular la masa de carbono a partir de CO2

En un análisis por combustión se queman 11.5g de etanol, un líquido orgánico compuesto por carbono, hidrógeno y oxígeno; y fueron obtenidos 22.0 de dióxido de carbono y 13.5g de agua gaseosa. Si la masa molar del etanol es 46.07g/mol, determine la fórmula empírica y molecular.

Calcular la masa de hidrógeno a partir de H2O

Calculando la masa de oxígeno

Calculando las relaciones molares

Obtención de fórmula molecular

¡GRACIAS!

EJEMPLO

A continuación, se muestra la determinación de masa molecular del ácido sulfúrico, cuya fórmula química es H2SO4.