Taller N2: Concepto de mol y Nmero de Avogadro (RB8002). Documento preparado por Marcela Urrutia Castro. Docente Sede La Serena. Pgina 1 de 6

ASIGNATURA: QUIMICA AGROPECUARIA (RB8002) TALLER N2:

CONCEPTO DE MOL Y NUMERO DE AVOGADRO I. Presentacin de la gua: Competencia: El alumno ser capaz de reconocer y aplicar el concepto de mol y nmero de

Avogadro (NA).

Evaluacin: La evaluacin de este taller tiene carcter formativo lo que permitir detectar el

dominio de los objetivos planteados.

Metodologa: El docente organizar grupos de trabajo para desarrollar las actividades propuestas.

Posteriormente el alumno responder a las preguntas del taller que adjuntara en el

portafolio semestral.

II. Antecedentes Tericos

Las unidades de masa atmica constituyen una escala relativa de la masa de los elementos. Pero,

debido a que los tomos tienen masas tan pequeas, no es posible disear una balanza para

pesarlos utilizando unidades calibradas de masa atmica. En cualquier situacin real, se manejan

muestras macroscpicas que contienen una enorme cantidad de tomos. Por consiguiente, es

conveniente tener una unidad especial para describir una gran cantidad de tomos. La idea de

tener una unidad para describir un nmero particular de objetos no es nueva. Por ejemplo, el par

(2 objetos), la docena (12 objetos) son unidades de uso comn. Los qumicos miden a los tomos

y molculas en moles.

En el sistema internacional de unidades (SI), el mol es la cantidad de una sustancia que contiene

tantas entidades elementales (tomos, molculas u otras partculas) como tomos hay en

exactamente 12 g del istopo de carbono-12 (12C). El nmero real de tomos en 12 g de carbono-

12 se determina experimentalmente. Este nmero se denomina nmero de Avogadro (NA), en

honor del cientfico italiano Amedeo Avogadro. El valor comnmente aceptado es:

NA = 6.02213671023 partculas/mol

Generalmente, este nmero se redondea a 6.0221023. As, al igual que una docena de naranjas

contiene 12 naranjas, 1 mol de tomos de hidrgeno contiene a 6.0221023 tomos de hidrgeno.

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Masa molar (M)

Se define como la masa en gramos de un mol de unidades (como tomos o molculas) de una

sustancia. Por tanto la unidad comnmente utilizada es g/mol. Si consideramos la masa molar de

un elemento qumico el trmico utilizado es peso atmico (PA). Ejemplo: PAO= 16 g/mol. Si la

masa molar corresponde a un compuesto, se habla de peso molecular (PM).

Ejemplos: Calcular el peso molecular (PM) de los siguientes compuestos:

- Agua, H2O:

PM (H2O) = 2PAH + PAO = 2 (1) + 16 = 18 g/mol

- Cloruro de sodio, NaCl:

PM (NaCl) = PANa + PACl = 23 + 35.45 = 58.45 g/mol

- Bicarbonato de magnesio, Mg(HCO3)2 :

PM (Mg(HCO3)2) = PAMg + 2PAH + 2PAC + 6PAO

= 24.3 + (21) + (212) + (616) = 146.30 g/mol

La masa molar de cobre (PACu) es 63.55 g/mol, es decir, un mol de tomos de cobre tiene una

masa de 63.55 g de Cu.

La masa molar y el nmero de Avogadro son razones unitarias que permiten:

- Transformar moles en nmero de partculas.

- Transformar moles en gramos.

Para transformar de moles en gramos de un tomo y/o compuesto se debe utilizar la siguiente

relacin 1:

mn

M

n: cantidad de sustancia, mol

m: masa de la sustancia en gramos, g

M: masa molar (atmica o molecular), g/mol

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Si necesitas transformar moles en nmero de partculas aplicar la relacin 2:

AN n N

N: Nmero de partculas (tomos, molculas, iones, etc)

n: cantidad de sustancia, mol

NA: Nmero de Avogadro, 6.0221023 partculas/mol

Ejemplo 1: Cuntos moles de magnesio (Mg) hay en 87.3 g de Mg? R: 3.59 mol de Mg

Desarrollo:

- Como el magnesio es un tomo, se debe buscar en la tabla peridica el peso atmico.

PAMg= 24.3 g/mol.

- La masa de magnesio es 87.3 g, por lo tanto aplicamos la relacin 1, resultando:

87.33.59

24.3 /

gn mol deMg

g mol

Ejemplo 2: El zinc (Zn) es un metal plateado que se utiliza para fabricar latn y para recubrir hierro

con la finalidad de prevenir la corrosin. Cuntos gramos de Zn hay en 0.356 moles de Zn?

Desarrollo:

n (Zn) = 0.356 mol de Zn

PAZn = 65.39 g/mol

;

( ) 0.356 65.35 / 23.26

mn m n M

M

m Zn mol Zn g mol g Zn

Por tanto, hay 23.26 g de Zn en 0.356 moles de Zn.

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Ejemplo 3: Qu cantidad de molculas de nitrato de potasio, KNO3 existen en 1 g del fertilizante

nitrogenado?

Datos:

m = 1 g KNO3

M = 101 g/mol

3

3 3

3 23 21

3 3

1tan , ( ) 9.9 10

101 /

9.9 10 6.022 10 / 5.96 10

A

gmn Por to n KClO mol KClO

M g mol

N n N

N mol KClO molculas mol molculas KClO

Por tanto, en 1 g de fertilizante existen 5.961021 molculas de KNO3.

El siguiente diagrama resume las relaciones entre la masa (en gramos) de un elemento y el

nmero de moles del mismo, y entre el nmero de moles de un elemento y el nmero de tomos

del mismo. M es la masa molar (g/mol) del elemento y NA es el nmero de Avogadro.

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III. Ejercicios:

1. Determine la masa molar de los siguientes fertilizantes comercializados en Chile.

Fertilizante Frmula Masa molar, g/mol

Urea CO(NH2)2

Salitre Sdico NaNO3

Salitre Potsico KNO3

Fosfato Diamonico (FDA) (NH4)2HPO4

Fosfato Mono amnico NH4HPO4

Superfosfato Triple (SFT) Ca(H2PO4)2H2O

Superfosfato normal Ca(H2PO4)2H2O + CaSO42H2O

Sulfato de potasio K2SO4

Amoniaco NH3

Nitrato de amonio NH4NO3

Sulfato de amonio (NH4)2SO4

Nitrato de calcio Ca(NO3)2

Cloruro de potasio KCl

Sulfato de potasio y magnesio K2SO42MgSO4

2. El azufre (S) es un elemento no metlico. Su presencia en la atmsfera produce el

fenmeno de la lluvia cida. Cuntos tomos de azufre hay en 16.3 g de S?

R: 3.061023

tomos de S.

3. Calcule la masa molecular de cada uno de los siguientes compuestos: a) xido de azufre

(IV), SO2, el principal responsable de la lluvia cida; (b) cafena, C8H10N4O2

R: (a) 64.07 g/mol y (b) 194.20 g/mol

4. El metano (CH4) es el principal componente del gas natural. Cuntos moles de CH4 hay

en 6.07 g de CH4? R: 0.378 mol CH4

5. Cuntos tomos de hidrgeno estn presentes en 25.6 g de urea que se utiliza como

fertilizante en alimento para animales y en la elaboracin de polmeros?

R: 1.031024

tomos de H.

6. Calcule la masa molar de un compuesto si 0.372 moles de l tienen una masa de 152 g.

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7. Cuntas molculas de etano (C2H6) estn presentes en 0.334 g de C2H6?

8. Las feromonas son un tipo especial de compuestos secretados por las hembras de muchas

especies de insectos con el fin de atraer a los machos para aparearse. Una feromona tiene

la frmula C19H38O. Normalmente, la cantidad de esta feromona secretada por un insecto

hembra es alrededor de 1.010-12 g. Cuntas molculas hay en esta cantidad?

9. La densidad del agua es 1.00 g/mL a 4C. Cuntas molculas de agua estn presentes en

2.56 mL de agua a dicha temperatura?

10. La plata es un metal muy utilizado en joyera. Cul es la masa en g de un tomo de

plata (Ag)?

11. El carbonato de amonio ((NH4)2CO3) es un slido fino de color blanco y aspecto cristalino,

se usa por ejemplo en el polvo de hornear. Cuntos moles hay en 41.6 g de dicho

compuesto?

12. Cuntos gramos de vitamina A (C20H30O) se tiene en 9.78 10

21 molculas de vitamina?

13. Calcular cuntos gramos se encuentran en 1 000 molculas de azcar (C12H22O11)

IV. Bibliografa

- Raymond Chang, Qumica General. Sptima edicin. 2002

- Brown LeMay, Qumica Ciencia Central. Novena edicin. 2004