CANTIDAD QUÍMICA MOL ÁTOMOS

MOLÉCULAS GASES SECUNDARIA BACHILLERATO

CANTIDAD EN QUÍMICA: MOL. ÁTOMOS Y MOLÉCULAS. MASA ATÓMICA Y MASA MOLECULAR. GASES:

ASPECTOS FORMALES LOMLOE PARA DOCENTES AL FINAL DEL ARTÍCULO, PARA NO INTERFERIR CON LO QUE ES DE INTERÉS PARA EL APRENDIZAJE DEL ALUMNADO.

MOL: La palabra MOL indica una cantidad. Del mismo modo que la palabra MIL equivale a la cantidad 1.000; la palabra MILLÓN equivale a la cantidad 1.000.000; la palabra MOL equivale a la cantidad 6,022 × 10²³, que es el Número de Avogadro.

El Número de Avogadro es una constante e igual a: N.A. = 6,022 · 10²³, cuya importancia radica en el hecho de que es el número de átomos, que hay en una masa en gramos, equivalente a la masa atómica del elemento en cuestión; o el número de moléculas, que se contienen en una masa en gramos, equivalente a la masa molecular de la sustancia en cuestión.

Partiendo de esto, se define un mol, como el Número de Avogadro de partículas… o de lo que sea.

Esto es:

1 mol de átomos son 6,022·10²³ átomos

1 mol de moléculas son 6,022·10²³ moléculas

1 mol de euros son 6,022·10²³ euros, una pasada de euros… 602,200,000,000,000,000,000,000 euros.

CONCLUSIONES RESPECTO A ÁTOMOS:

6,022·10²³ átomos de hidrógeno tienen una masa de 1 gramo, ya que la masa atómica del átomo de hidrógeno es de 1 u.m.a.

6,022·10²³ átomos de oxígeno tienen una masa de 16 gramos, ya que la masa atómica del átomo de oxígeno es de 16 u.m.a.

CONCLUSIONES RESPECTO A MOLÉCULAS:

6,022·10²³ moléculas de hidrógeno (H₂) tienen una masa de 2 gramos, ya que la masa molecular de la MOLÉCULA de hidrógeno (H₂) es de 2 uma (1·2=2).

6,022·10²³ moléculas de hidrógeno (O₂) tienen una masa de 32 gramos, ya que la masa molecular de la MOLÉCULA de oxígeno (O₂) es de 32 uma (16·2=32).

6,022·10²³ moléculas de Agua (H₂O) tienen una masa de 18 gramos, ya que la masa molecular de la MOLÉCULA de agua (H₂O) es de 18 uma (1·2+16=18).

Podemos incluso decir que un mol de motos son 6,022 × 10²³ motos; que 5 moles de motos tienen 5 x 2 x 6,022 × 10²³ ruedas.

Podemos decir que un mol de coches tiene 4 x 6,022 × 10²³ ruedas. Sólo que esta cantidad, tremenda cantidad, sólo se utiliza en química.

Por ello un mol de moléculas de agua (H2O) tiene dos moles de átomos de hidrógeno y un mol de átomos de oxígeno. Entonces tiene 2 x 6,022 × 10²³ átomos de hidrógeno y 6,022 × 10²³ átomos de oxígeno. (fijarse en que una molécula de agua tiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno)

n (nº de moles) = gramos / Masa Molecular (o atómica)

VÍDEO QUE AYUDA A CONSOLIDAR EL CONTENIDO: https://youtu.be/XyHx1EiQ4cQ

y en el que se resuelve el siguiente ejercicio:

EJERCICIO FQ3E2087:

a.- ¿Cuántas moléculas de metano hay en un gramo de metano?

b.- ¿Cuál es la masa de 1 molécula de metano?

DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN U.M.A.: C=12 u.; H=1 u.

SOLUCIÓN: 3,76·10²² moléculas; 2,66·10^-23 g

EJERCICIO FQ4EE1969 A:

Tenemos 100 gramos de amoniaco:

a.- ¿Cuántos moles son?

b.- ¿Cuántas moléculas?

c.- ¿Cuántos moles de átomos de nitrógeno?

d.- ¿Cuántos átomos de nitrógeno?

e.- ¿Cuántos moles de átomos de hidrógeno?

f.- ¿Cuántos átomos de hidrógeno?

DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN U.M.A.: N=14 u.; H=1 u.

VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/9EtJVQ0uHCo

EJERCICIO FQ3E2080:

a.- Hallar la cantidad de moléculas de sacarosa (C12H22O11) que hay en un sobre de azúcar (7 gramos), suponiendo que todo el contenido del sobre de azúcar es sacarosa.

b.- Hallar el número de átomos de carbono que hay en un sobre de sacarosa.

c.- Hallar el número total de átomos que hay en un sobre de sacarosa.

DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN U.M.A.: C=12 u.; H=1 u.; O=16 u.

EJERCICIO FQ3E2081:

Hallar el número de átomos de carbono que hay en 50 gramos de metano.

DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN U.M.A.: C=12 u.; H=1 u.

EJERCICIO FQ3E2082:

a.- Hallar la cantidad de moléculas de etanol (C2H6O) que hay en un una botella de 250 gramos

b.- Hallar el número de átomos de carbono que hay en esa botella.

c.- Hallar el número total de átomos que hay en esa botella.

d.- Hallar el número de átomos de oxígeno que hay en la botella.

e.- Hallar el número de átomos de hidrógeno que hay en la botella.

f.- Hallar el número de moles de etanol que hay en la botella

DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN U.M.A.: C=12 u.; H=1 u.; O=16 u.

EJERCICIO FQ3E2083:

a.- Hallar el número de moles que son 50 gramos de ácido sulfúrico.

b.- Hallar el número de moléculas que hay en 50 gramos de ácido sulfúrico.

c.- Hallar el número de átomos de azufre que hay en 50 gramos de ácido sulfúrico.

d.- Hallar el número de átomos de oxígeno que hay en 50 gramos de ácido sulfúrico.

e.- Hallar el número de átomos de hidrógeno que hay en 50 gramos de ácidl sulfúrico.

DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN U.M.A.: S=32 u.; H=1 u.; O=16 u.

EJERCICIO FQ3E2089:

Disponemos de 50 g de metano (CH4).

a.- ¿Cuántos moles son?

b.- ¿Cuántas moléculas son?

c.- ¿Cuántos átomos de carbono hay en esos 50 gramos de metano?

d.- ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en esos 50 gramos?

e.- ¿Cuántas moléculas habrán en 1 gramo de metano?.

DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN U.M.A.: C=12 u.; H=1 u.

SOLUCIÓN: 3,13 mol; 1,88·10²⁴ moléculas; 1,88·10²⁴ át. C; 7,54·10²⁴ át. H; 3,76·10²² moléculas

LEY DE AVOGADRO. VOLUMEN MOLAR:

Avogadro planteó dos hipótesis, POSTULADOS:

Que igual número de moléculas ocupan el mismo volumen siempre que las condiciones de presión y temperatura sean idénticas para todos los gases.
Que en un mol de cualquier sustancia existe siempre el mismo número de moléculas.

La conclusión de estos dos postulados es la Ley de Avogadro:

“Un mol de cualquier gas ocupará siempre el mismo volumen, sea cual sea el gas, si las condiciones de presión y temperatura son las mismas”.

El volumen de un gas depende del número de partículas que tenga, así como de la presión y la temperatura… evidente.

El volumen molar es el volumen que ocupa un gas en las condiciones de presión y temperatura dadas. Se utiliza muchísimo el Volumen Molar Normal, que es el volumen que ocupa un mol de cualquier gas en Condiciones Normales (C.N.) que es de 22,4 litros.

Tener en cuenta la ecuación de los gases ideales, que es la consecuencia final de las LEYES DE LOS GASES: la de Boyle-Mariotte, Gay Lussac, Charles.

ECUACIÓN DE LOS GASES IDEALES:

P·V=n·R·T

Donde:

P es la Presión en atmósferas (1 atm = 760 mm de Hg)

V es el Volumen en litros. (tener en cuenta las conversiones de unidades de volumen)
n es el número de moles (n = gramos/Masa Molecular)

R es constante e igual a 0,082 atm·L/(mol·K); cuando la presión está en atmósferas, el volumen en litros y la temperatura en Kelvin

T es la temperatura en Kelvin (Tª en Kelvin=Tª en ºC + 273)

Una de las consecuencias más aplicadas en cuestiones de teoría e incluso en ejercicios es que un mol de cualquier gas en Condiciones Normales, ocupa un volumen de 22,4 litros.

EJERCICIOS FQ3EE2091:

En los siguientes ejercicios, considerar los siguientes datos: R = 0,082 atm·L/(mol·K); Ma (O) = 16 u.m.a.

1.- Hallar el volumen que ocupan 5 moles de oxígeno a 20^o C y 1 atmósfera de presión.

2.- Hallar el volumen que ocupan 10 moles de oxígeno a 20^o C y 1 atmósfera de presión.

3.- Hallar la presión a la que se encontrarán 5 moles de oxígeno en un volumen de 300 ml a 20^o C.

4.- Hallar la presión a la que se encontrarán 10 moles de oxígeno en un volumen de 300 ml a 20^o C.

5.- Hallar la cantidad de moles que contienen 250 cm³ de oxígeno a a 10^o C y 3 atmósferas de presión.

6.- Hallar la cantidad de moles que contienen 250 cm³ de oxígeno a a 10^o C y 6 atmósferas de presión.

7.- Hallar la temperatura (en grados centígrados) a la que se encuentran 4 moles de oxígeno encerrados en un volumen de 1,5 dm³ a una presión de 800 mm de Hg.

8.- Hallar la temperatura (en grados centígrados) a la que se encuentran 4 moles de oxígeno encerrados en un volumen de 1,5 dm³ a una presión de 1600 mm de Hg.

9.- Hallar la masa (en gramos) de oxígeno contenido en una jeringuilla de 7,5 ml a una presión de 900 mm de Hg y a una temperatura de 20^o C.

SOLUC.: 120,13; 240,26; 400,43; 800,86; 0,03; 0,06; -268,19; -263,37; 0,012

EJERCICIO FQ4EE1969 B:

a.- ¿Qué volumen ocupan 100 g de amoniaco en condiciones normales?

b.- ¿Qué volumen ocupan 100 g de amoniaco a 2 atm de presión y 30º C?

DATOS: Ma(N)=14 u.; Ma(H)=1 u;

EJERCICIO FQ1BE2012:

Disponemos de dos recipientes con el mismo volumen y en los que se dan idénticas condiciones de presión y temperatura. Si en el primero hay 2 gramos de oxígeno, y en el segundo hay una cantidad de hidrógeno indeterminada. ¿Cuántos gramos de hidrógeno hay en el segundo?.

DATOS: M_a(H) = 1 uma; M_a(O) = 16 uma.

EJERCICIO FQ1BE2013:

Sabiendo que la densidad del agua pura es 1 g/mL

a.- Hallar la cantidad de moléculas que hay en 3,5 mL de agua.

b.- Hallar la cantidad de átomos de hidrógeno en esa misma cantidad (3,5 mL)

c.- Hallar la cantidad de átomos de oxígeno en esa cantidad (3,5 mL)

DATOS: M_a(H) = 1 uma; M_a(O) = 16 uma.

ASPECTOS FORMALES LOMLOE PARA DOCENTES:

SE PRETENDE CON ESTA DINÁMICA EL DESARROLLO DE LAS COMPETENCIAS: