Elección de unidades de medida
¿Cuál es el precio de un automóvil nuevo: $ 25,000 o 2,500,000 centavos? ¿Qué requiere la receta: una cucharadita de leche o dos centésimas de taza de leche?
Se utilizan diferentes unidades de medida para describir diferentes cantidades. Cuando una receta requiere una pequeña cantidad de leche, es más fácil medirla en cucharaditas que en tazas. También es más fácil pensar en cuánto vale un automóvil en dólares que en centavos. Estas unidades hacen que sus respectivas cantidades sean más fáciles de entender y aplicar. Los científicos usan el mismo principio al describir la masa de los átomos.
¿Qué son los átomos?
Los elementos son sustancias puras que no se pueden dividir químicamente en otras sustancias. Solo algunos ejemplos de elementos incluyen plata, yodo, carbono y sodio. La pieza más pequeña posible de un elemento es un átomo . Los diferentes átomos tienen diferentes masas dependiendo de su número de protones, neutrones y electrones. Por ejemplo, un átomo de sodio tiene 11 protones, 11 electrones y 12 neutrones.
Describiendo la masa de los átomos
Los átomos son tan pequeños que incluso una sola mota de polvo contiene unos diez cuatrillones de átomos (piense en un millón de mil millones de veces). Entonces, al igual que no es muy práctico describir el precio de un auto en centavos, es aún menos práctico describir la masa de un átomo en gramos. De hecho, cuando los científicos quisieron facilitar la descripción de diferentes cantidades de átomos, tuvieron que idear una unidad completamente nueva; aquí es donde entra en juego la unidad de masa atómica , o AMU .
La AMU se define como 1/12 de la masa de un átomo de carbono con seis neutrones, seis electrones y seis protones. Debido a que la masa de un electrón es casi nula, definir una AMU de esta manera hace que la masa de un protón sea igual a una AMU y la masa de un neutrón sea igual a una AMU. Dado que no hay protones o neutrones parciales en un átomo, esto significa que la masa atómica de cada átomo es cercana (pero no del todo) a un número entero. Esta resulta ser una forma muy conveniente de describir las masas de los átomos.
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Encontrar una AMU
Analicemos ahora cómo convertir una cantidad de átomos descrita en gramos en AMU. Primero, definamos matemáticamente AMU:
1 UMA = 1,660599 x 10 ^ -24 g
Para convertir gramos a AMU, todo lo que necesita hacer es dividir la cantidad en gramos por 1.660599 x 10 ^ -24. Este paso de división es lo mismo que multiplicar por el inverso: multiplicar gramos por la fracción 1 AMU / 1.660599 x 10 ^ -24 gramos.
Conversiones de AMU
Repasemos un ejemplo:
- Convierte cinco gramos de sodio en AMU.
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Entonces, para convertir de gramos a AMU, simplemente dividimos la cantidad de sodio (en gramos) por 1.660599 x 10 ^ -24. Al hacerlo, terminamos con 3.01 x 10 ^ 24 AMU. En este ejemplo, la masa en AMU es muy grande y no es tan fácil de entender como simplemente decir «5 g».
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Hagamos otro ejemplo en el que la conversión de gramos a AMU facilita la interpretación de la cantidad.
- Convierta 1,33 x 10 ^ -22 gramos de calcio en AMU.
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En este caso, terminamos con 80,16 AMU de calcio. Según la tabla periódica de elementos, sabemos que la masa atómica del calcio es 40,078; por lo tanto, podemos dividir este número para determinar el número de átomos de calcio en 80,16 AMU de calcio.
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Como se muestra en el ejemplo anterior, 80,16 AMU es igual a dos átomos de calcio.
Como puede ver, es mucho más fácil describir la masa de una pequeña cantidad como dos átomos de calcio en AMU que en gramos.
Resumen de la lección
Los científicos utilizan la unidad de masa atómica (UMA) para describir la masa de los átomos. Si desea convertir una masa en gramos a AMU, todo lo que necesita hacer es dividir por 1,660599 x 10 ^ -24 g / AMU.
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