¿Qué es la masa molar?
La masa molar se puede definir como «masa por mol». En otras palabras, la masa molar es la suma de la masa de todos los átomos que se encuentran en un mol de una sustancia. Se expresa en unidades de gramos por mol.
La masa molar se representa para elementos o moléculas. En el caso de elementos individuales o átomos individuales, la masa molar sería simplemente la masa del elemento expresada en unidades de masa atómica. En otras palabras, la masa atómica y la masa molar de un átomo individual son exactamente iguales. Como la masa molar y la masa atómica son iguales para los átomos individuales, la masa molar se puede utilizar para medir la identidad de la partícula. Por ejemplo, la masa atómica del He es 4. El helio se encuentra como monoatómico en la naturaleza, lo que significa que tiene un solo átomo, por lo que su masa molar también es 4.
Cuando los átomos individuales se unen para formar una molécula, la masa molar representa la masa de todos los átomos. La masa molar se diferencia de la masa molecular en que la masa molecular es la masa de una molécula determinada, mientras que la masa molar es la masa de un mol de la molécula dada.
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Tabla periódica y masa molar
La masa molar se calcula sumando las masas atómicas de un compuesto determinado. La tabla periódica proporciona la masa de cada elemento individual, indicada debajo del símbolo del elemento. Sumando las masas atómicas tomadas de la tabla periódica, se puede determinar la masa molar.
Considere un ejemplo de la masa molar de agua, {eq}\left( {{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}} \right) {/eq}.
Grupo Acilo y del Grupo Carbonilo: Fórmula, estructura y compuestos
Simplemente calculando la suma de las masas atómicas de 2 H y 1 O obtendrás la masa molar del agua. Según la tabla periódica, la masa atómica del hidrógeno es 1,008 g/mol y la masa atómica del oxígeno es 16,00 g/mol. Entonces,
{eq}\begin{align*} {\rm{Masa}}\,{\rm{de}}\,{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O} } &= \left( {2\,{\rm{H}} \times 1.008} \right) + \left( {1\,{\rm{O}} \times 16.00} \right)\\ &= 18.016\,\,{\rm{g/mol}} \end{align*} {/eq}
Cómo encontrar la masa molar
El físico francés Jean Baptiste acuñó el término «número de Avogadro». Este número nos dice que en un mol de una sustancia habrá {eq}6,023 \times {10^{23}} {/eq} partículas. Las partículas pueden ser compuestos, moléculas, átomos, iones, protones o electrones.
De este modo,
{eq}{\rm{1}}\,{\rm{mol}}\,{\rm{ = }}\,{\rm{6}}{\rm{.023 \times 1}}{{ \rm{0}}^{{\rm{23}}}}\,{\rm{entidades}} {/eq}
¿Cómo se Calcula la Fracción Molar?
Supongamos que una persona tiene un mol de agua. Según el número de Avogadro, la persona tendría {eq}6,023 \times {10^{23}} {/eq} moléculas de agua dentro de ese mol de agua.
{eq}{\rm{1}}\,{\rm{mol}}\,{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} = {\rm{ 6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{23}}}}\,\,{{\rm{H} }_{\rm{2}}}{\rm{O}}\,\,{\rm{molécula}} {/eq}
El agua se disocia en iones protones e hidróxido como:
{eq}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \a \,\,{\rm{O}}{{\rm{H}}^ – }\, + \,{{\rm{H}}^ + }\,\, {/eq}
Según la disociación anterior, un mol de agua da protones y un mol de iones hidróxido. Entonces, también podemos decir que un mol de agua da {eq}{\rm{6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{ \rm{23}}}} {/eq} iones protones e hidróxido.
Principio de Arquímedes: historia, fórmula y ejemplos
De este modo,
{eq}\begin{align*} {\rm{1}}\,{\rm{mol}}\,{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O} } &= {\rm{6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{23}}}}\,\, {{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\,\,{\rm{molécula}}\\ \, &= {\rm{6}}{\ rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{23}}}}\,\,{\rm{O}}{{\rm{ H}}^ – }\,{\rm{iones}}\\ & = {\rm{6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0} }^{{\rm{23}}}}\,\,{{\rm{H}}^ + }\,{\rm{iones}} \end{align*} {/eq}
Según la fórmula química del agua, un mol de agua tiene dos moles de hidrógeno y un mol de oxígeno.
Entonces, usando tanto el contenido del mol como el número de Avogadro, se puede determinar que un mol de agua da {eq}{\rm{6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{ {\rm{0}}^{{\rm{23}}}} {/eq} átomos de oxígeno. Pero el número de átomos de hidrógeno será el doble, ya que existe una relación de 1:2 entre los átomos de agua y de hidrógeno.
{eq}\begin{align*} {\rm{1}}\,{\rm{mol}}\,{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O} } &= \,2\,{\rm{mol}}\,\,{\rm{H}}\,\\ &= {\rm{6}}{\rm{.023}} \times { \rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{23}}}}\,\,{\rm{H}}\,{\rm{átomos}}\\ &= 2 \times {\rm{6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{23}}}}\,\,{ \rm{H}}\,{\rm{átomos}} \end{align*} {/eq}
Por tanto, la relación entre el mol y el número de Avogadro del agua es:
{eq}\begin{align*} {\rm{1}}\,{\rm{mol}}\,{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O} } &= \,{\rm{6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{23}}}}\, \,{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\,\,{\rm{molécula}}\,\\ & = {\rm{6}} {\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{23}}}}\,\,{\rm{O}}{{\ rm{H}}^ – }\,{\rm{iones}}\\ &= {\rm{6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{ 0}}^{{\rm{23}}}}\,\,{{\rm{H}}^ + }\,{\rm{iones}}\\ &= {\rm{6}}{ \rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{23}}}}\,\,{\rm{O}}\,{\ rm{átomos}}\\ &= 2 \times {\rm{6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ 23}}}}\,\,{\rm{H}}\,{\rm{átomos}} \end{align*} {/eq}
Para convertir un número determinado de partículas en un mol, divídalo por el número de Avogadro. Para convertir un mol en número de partículas, multiplíquelo por el número de Avogadro.
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Fórmula de masa molar
La fórmula de masa molar para representar la masa molar de una sustancia es la siguiente:
{eq}{\rm{Molar}}\,\,{\rm{masa}}\,\left( {{\rm{g/mol}}} \right) = \,\dfrac{{{\rm {Masa(g)}}}}{{{\rm{Mole}}\,\left( {{\rm{mol}}} \right)}} {/eq}
En esta fórmula, la masa molar se representa en unidades de g/mol.
Utilice los siguientes pasos para determinar la masa molar de una sustancia:
- Paso 1: utilice la fórmula correcta del compuesto para determinar los elementos presentes.
- Paso 2: Determina el número total de átomos de cada elemento.
- Paso 3: Usa la tabla periódica para encontrar la masa atómica de cada elemento en el compuesto.
- Paso 4: multiplica el número de átomos de un elemento por la masa atómica de un átomo de ese elemento. Haga esto para cada elemento único del compuesto.
- Paso 5: Sume los valores de la masa molar en la unidad gramo/mol.
Para convertir una masa dada en un mol, divida la masa por la masa molar. Para convertir el mol dado en masa, multiplica el mol por la masa molar. Para calcular la masa molar de un compuesto dado, encuentre la suma de las masas atómicas de todos los átomos de una molécula.
Ejemplos de masa molar
Ahora sabemos que los componentes principales para determinar la masa molar son la fórmula química del compuesto y la masa atómica de cada átomo.
El mol y la masa se pueden interconvertir usando la fórmula del mol.
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Calcular la masa molar a partir de masas atómicas
Ejemplo 1:
Calcule la masa molar del etanol.
Paso 1: La fórmula química del etanol es {eq}{{\rm{C}}_{\rm{2}}}{{\rm{H}}_{\rm{5}}}{\rm{ OH}} {/eq}.
Paso 2: Tomado de la tabla periódica, la masa atómica del hidrógeno es 1,008 g/mol.
La masa atómica del carbono es 12,01 g/mol.
La masa atómica del oxígeno es 16,00 g/mol.
Paso 3:
La masa de los dos átomos de carbono es {eq}{\rm{2}}\,{\rm{C}}\, \times \,{\rm{12}}{\rm{.01}}\, {\rm{g/mol}} = 24,02 {/eq}
La masa de los seis átomos de hidrógeno es {eq}{\rm{6}}\,{\rm{H}}\, \times \,{\rm{1}}{\rm{.008}}\, {\rm{g/mol}} = 6,048 {/eq}
Etapa 4:
{eq}\begin{align*} {\rm{Molar \,masa \,de}}\;{{\rm{C}}_{\rm{2}}}{{\rm{H}}_ {\rm{5}}}{\rm{OH}} &= 24.02{\rm{ }} + {\rm{ }}6.048{\rm{ }} + {\rm{ }}16.00\\ &= 46,068{\rm{ g/mol}} \end{align*} {/eq}
Por tanto, la masa molar del etanol es 46,068 g/mol.
Para obtener la masa molar de un compuesto químico, multiplique la masa atómica por el número de átomos. Luego suma todos los valores.
Ejemplo 2:
Calcula la masa molar de {eq}{\rm{Pb}}{\left( {{\rm{N}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}} \right)_{ \rm{2}}} {/eq}.
Paso 1: lea la fórmula química dada.
Paso 2: Tomado de la tabla periódica, la masa atómica del plomo es 207,2 g/mol.
La masa atómica del nitrógeno es 14,01 g/mol.
La masa atómica del oxígeno es 16,00 g/mol.
Paso 3:
La masa de dos átomos de nitrógeno es {eq}{\rm{2}}\,{\rm{N}}\, \times \,{\rm{14}}{\rm{.01}}\,{ \rm{g/mol}} = 28,02 {/eq}
La masa de seis átomos de oxígeno es {eq}{\rm{6}}\,{\rm{O}} \times \,{\rm{16}}{\rm{.00}}\,{\rm {g/mol}} = 96 {/eq}
Etapa 4:
{eq}\begin{align*} {\rm{Molar \,\,masa \,\,de}}\;{\rm{Pb}}{\left( {{\rm{N}}{{\ rm{O}}_{\rm{3}}}} \right)_{\rm{2}}} &= 207,2{\rm{ }} + {\rm{ }}28,02{\rm{ }} + {\rm{ }}96\\ & = 331,22{\rm{ g/mol}} \end{align*} {/eq}
Por lo tanto, la masa molar de {eq}{\rm{Pb}}{\left( {{\rm{N}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}} \right)_ {\rm{2}}} {/eq} es 331,22 g/mol.
Para una molécula que contiene iones poliatómicos, el subíndice después de los corchetes presenta el número de cada átomo presente dentro de los corchetes.
Interconversión entre masa y moles
La masa molar también se representa multiplicando el mol por la masa. En otras palabras, la masa molar funciona como un puente entre el mol y la masa.
Prácticamente, en los laboratorios, las sustancias químicas se miden en gramos o miligramos, pero todos los cálculos y los resultados de un experimento de reacción química giran en torno al uso de moles. Por tanto, la interconversión mol-masa es importante.
Ejemplo 1:
Se dan 10 moles de HCl. Calcule la masa de HCl.
Primero determinaremos la masa molar de HCl.
La masa atómica del hidrógeno es 1,008 g/mol y la masa atómica del cloro es 35,45 g/mol.
Masa molar de HCl = masa de 1 H + Masa de 1 Cl
Masa molar de HCl = 1,008 + 35,45
Masa molar de HCl = 36,458 g/mol.
Entonces, la masa molar de HCl es 36,458 g/mol.
Ahora la fórmula de la masa es:
{eq}{\rm{Masa }} = \,{\rm{Mole}}\, \times {\rm{Molar\, \masa}} {/eq}
Al sustituir 36,458 g/mol por masa molar y 10 por mol, la masa se obtiene como:
{eq}\begin{align*} {\rm{Masa }} &= 10\,{\rm{mol}} \times {\rm{36}}{\rm{.458 g/mol}}\\ &= {\rm{ }}364,58{\rm{ g}} \end{align*} {/eq}
Entonces, 10 moles de HCl contienen 364,58 gramos.
Para convertir los moles dados en masa, multiplica los moles por la masa molar.
Ejemplo 2:
Se dan 10 gramos de HCl. Calcule el mol de HCl.
Primero determinaremos la masa molar de HCl. Como en el primer ejemplo, la masa molar de HCl es 36,458 g/mol.
Ahora la fórmula del mol es:
Mol = Masa/masa molar
Al sustituir 36,458 g/mol por la masa molar y 10 por la masa, los moles se calculan como:
{eq}\begin{align*} {\rm{Mole }} &= {\rm{ }}\dfrac{{10\,{\rm{g}}}}{{36.458{\rm{ g/mol }}}}\\ & = {\rm{ }}0,27{\rm{ mol}} \end{align*} {/eq}
Entonces, 10 gramos de HCl contienen 0,27 moles.
Para convertir la masa dada en moles, divida la masa entre la masa molar.
Conversión de masa a número de moléculas
Ejemplo 1:
Calcula el número de moléculas que hay en 25 g de agua.
La masa molar del agua es 18 g/mol.
Luego, convierte la masa a moles a número de moléculas.
La masa en moles se calcula como:
{eq}\begin{align*} {\rm{Mole}} &= \dfrac{{{\rm{Masa}}}}{{{\rm{Molar}}\,{\rm{masa}}} }\\ & = \dfrac{{{\rm{25}}\,{\rm{g}}}}{{{\rm{18}}\,{\rm{g/mol}}}}\ \ &= 1.39\,\,{\rm{mol}} \end{align*} {/eq}
Moles a número de moléculas se calcula como:
{eq}\begin{align*} {\rm{Número}}\,{\rm{de }}\,{\rm{moléculas}} &= {\rm{Mole}} \times {\rm{6 }}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{23}}\,{\rm{molécula/mol}}\\ &= 1,39\, {\rm{mol}} \times {\rm{6}}{\rm{.023}} \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{23}}\,{\ rm{molécula/mol}}\\ &= 8,4 \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{23}}\,{\rm{molécula}} \end{align*} { /eq}
Para convertir la masa dada en el número de moles, multiplica la masa por la masa molar para obtener los moles. Luego, multiplica estos moles por el número de Avogadro.
Resumen de la lección
La masa molar se define simplemente como la masa de un mol de cualquier sustancia. El significado de masa molar es cuántos gramos hay presentes en un mol de una sustancia particular.
- La tabla periódica proporciona las masas atómicas utilizadas en el cálculo de la masa molar.
- El número de Avogadro indica la cantidad de partículas presentes por mol.
- La masa molar se calcula de dos maneras. Primero, sumando la suma de masas atómicas y segundo, usando la fórmula molar.
- La unidad que representa la masa molar es g/mol.
La fórmula de la masa molar es:
{eq}{\rm{Molar}}\,{\rm{masa}}\,\left( {{\rm{g/mol}}} \right) = \,\dfrac{{{\rm{Masa (g)}}}}{{{\rm{Mole}}\,\left( {{\rm{mol}}} \right)}} {/eq}
Los pasos necesarios para la determinación de la masa molar son:
- Paso 1: Una fórmula química correcta del compuesto.
- Paso 2: Determinación del número total de un átomo en particular.
- Paso 3: Determinación de las masas atómicas de la tabla periódica.
- Paso 4: Multiplicación del número de átomos por la masa atómica.
- Paso 5: Suma de todos los valores.
La fórmula molar proporciona un método conveniente para la conversión de moles a masa y viceversa.
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