Masa molar para niños
La masa molar (símbolo M) es una medida importante en química. Nos dice cuánta masa tiene un mol de una sustancia. Un mol es una cantidad muy grande de partículas (como átomos o moléculas), ¡aproximadamente 602.200.000.000.000.000.000.000! Es como una "docena" de átomos, pero mucho, mucho más grande.
La unidad de medida de la masa molar en el SI es el kilogramo por mol (kg/mol). Sin embargo, en la práctica, casi siempre se usa el gramo por mol (g/mol) porque es más cómodo para los cálculos en el laboratorio.
Contenido
Masa Molar de los Elementos
¿Cómo se calcula la masa molar de los átomos?
Para calcular la masa molar de los átomos de un elemento, usamos su masa atómica relativa (también conocida como peso atómico). Este número lo encuentras en la tabla periódica. Luego, lo multiplicamos por una constante especial llamada "constante de masa molar", que es 1 gramo por mol (1 g/mol).
Por ejemplo:
- La masa molar del hidrógeno (H) es aproximadamente 1,008 g/mol.
- La masa molar del azufre (S) es aproximadamente 32,07 g/mol.
- La masa molar del cloro (Cl) es aproximadamente 35,45 g/mol.
- La masa molar del hierro (Fe) es aproximadamente 55,85 g/mol.
Esto nos ayuda a que el resultado tenga las unidades correctas (gramos por mol), ya que el peso atómico es solo un número sin unidades.
Masa Molar de Moléculas de un Solo Elemento
Algunos elementos no existen como átomos individuales, sino como moléculas formadas por varios átomos del mismo tipo. Por ejemplo, el hidrógeno se encuentra como H
2 (dos átomos de hidrógeno unidos), el azufre como S
8 (ocho átomos de azufre) y el cloro como Cl
2 (dos átomos de cloro).
Para calcular la masa molar de estas moléculas, multiplicamos el número de átomos en la molécula por el peso atómico del elemento, y luego por la constante de masa molar (1 g/mol).
Ejemplos:
- La masa molar del H
2 es 2 × 1,008 g/mol = 2,016 g/mol. - La masa molar del S
8 es 8 × 32,07 g/mol = 256,56 g/mol. - La masa molar del Cl
2 es 2 × 35,45 g/mol = 70,90 g/mol.
Masa Molar de los Compuestos
¿Cómo se calcula la masa molar de los compuestos químicos?
Un compuesto químico está formado por dos o más elementos diferentes unidos. Para calcular la masa molar de un compuesto, sumamos los pesos atómicos de todos los átomos que lo forman, y luego multiplicamos el resultado por la constante de masa molar (1 g/mol).
Ejemplos:
- La masa molar del cloruro de sodio (NaCl), que es la sal de mesa, se calcula sumando el peso atómico del sodio (Na) y el del cloro (Cl). Es aproximadamente 22,99 g/mol + 35,45 g/mol = 58,44 g/mol.
- La masa molar del azúcar (C
12H
22O
11) es más compleja. Se suman 12 veces el peso atómico del carbono, 22 veces el del hidrógeno y 11 veces el del oxígeno. El resultado es aproximadamente 342,30 g/mol.
A veces, se habla de una masa molar promedio para mezclas de compuestos, lo cual es importante en el estudio de los polímeros (moléculas muy grandes formadas por unidades que se repiten).
Masa Molar en Mezclas
¿Cómo se calcula la masa molar promedio de una mezcla?
Cuando tenemos una mezcla de diferentes sustancias, podemos calcular una masa molar promedio. Esto se hace usando las cantidades de cada sustancia en la mezcla y sus masas molares individuales.
Por ejemplo, la masa molar promedio del aire seco es de aproximadamente 28,97 g/mol. Esto se debe a que el aire es una mezcla de varios gases, como nitrógeno, oxígeno, argón, etc., cada uno con su propia masa molar.
Cantidades Relacionadas con la Masa Molar
Diferencia entre masa molar y masa molecular
Es importante no confundir la masa molar con la masa molecular.
- La masa molecular es la masa de una sola molécula específica. Se mide en unidades de masa atómica (u) o daltons (Da). Las moléculas de un mismo compuesto pueden tener masas moleculares ligeramente diferentes si contienen distintos isótopos (variantes de un elemento con diferente número de neutrones).
- La masa molar es la masa de un mol de moléculas. Es un promedio de las masas moleculares de todas las moléculas en una muestra, y es la medida más útil cuando trabajamos con cantidades grandes de una sustancia en el laboratorio.
La masa molecular se calcula usando las masas atómicas de cada isótopo específico, mientras que la masa molar usa el peso atómico promedio de cada elemento, que ya considera la mezcla natural de sus isótopos.
Por ejemplo, el agua tiene una masa molar de 18,015 g/mol. Sin embargo, una molécula individual de agua puede tener una masa ligeramente diferente dependiendo de qué isótopos de hidrógeno y oxígeno la formen.
La espectrometría de masas es una técnica que permite medir directamente las masas moleculares con mucha precisión. Esto es muy útil para saber la fórmula química exacta de una molécula.
Precisión y Cálculos de la Masa Molar
¿Qué tan precisos son los cálculos de masa molar?
La precisión con la que conocemos la masa molar depende de la precisión de los pesos atómicos que usamos para calcularla. La mayoría de los pesos atómicos se conocen con mucha exactitud, lo cual es suficiente para casi todos los usos en química.
Sin embargo, la precisión de los pesos atómicos también está limitada por cuánto conocemos sobre la mezcla de isótopos de un elemento. Si se necesita un valor extremadamente preciso, a veces es necesario determinar la mezcla de isótopos de la muestra específica que se está estudiando, ya que puede ser diferente de la mezcla estándar.
En el laboratorio, es común redondear las masas molares a dos decimales para la mayoría de los cálculos. Esto ayuda a evitar errores de redondeo y es más que suficiente para la mayoría de los experimentos.
Medición de la Masa Molar
¿Cómo se mide la masa molar en la práctica?
En la práctica, las masas molares casi nunca se miden directamente. En su lugar, se calculan a partir de los pesos atómicos estándar, que se encuentran en tablas y catálogos de química.
Las masas molares suelen variar:
- Entre 1 y 238 g/mol para los átomos de elementos que existen en la naturaleza.
- Entre 10 y 1000 g/mol para compuestos sencillos.
- Entre 1000 y 5.000.000 g/mol para moléculas muy grandes como polímeros, proteínas o fragmentos de ADN.
Aunque hoy en día se calculan, históricamente se usaron algunos métodos para medir la masa molar. Estos métodos se basaban en las propiedades coligativas, que son propiedades de las soluciones que dependen de la cantidad de partículas de soluto, no de su identidad.
Medición por Densidad de Vapor
Un método histórico para medir la masa molar se basaba en la densidad de vapor. Este método usa el principio de Amedeo Avogadro, que dice que volúmenes iguales de gases, bajo las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen la misma cantidad de partículas. Esto se relaciona con la ley de los gases ideales.
Medición por Descenso Crioscópico
Otro método histórico es el descenso crioscópico. Este se basa en que el punto de congelación de una solución es más bajo que el del solvente puro. La cantidad en que baja el punto de congelación depende de la cantidad de soluto disuelto.
Medición por Aumento Ebulloscópico
Similar al anterior, el aumento ebulloscópico se basa en que el punto de ebullición de una solución es más alto que el del solvente puro. La cantidad en que sube el punto de ebullición también depende de la cantidad de soluto.
Véase también
En inglés: Molar mass Facts for Kids
