REPASO:
Masa atómica - concepto de mol - masa molar
El número de partículas subatómicas (protones, neutrones y
electrones) presentes en el átomo, determinan la masa de este. Por lo tanto,
conociendo la masa de las partículas subatómicas, podemos determinar la masa de
un átomo cualquiera, como, por ejemplo, en el caso del átomo de
nitrógeno:
Masa
del átomo de nitrógeno = 7 p x masa protón + 7
n x masa neutrón + 7 e- x masa electrón = 7 p
(1,673x10-24 g/p) + 7 n (1,675x10-24 g/n) + 7 e- (9,109x10-28g/e-)
= 2,344x10-23 g
Como podemos
observar, la masa de cada átomo es sumamente pequeña, por lo que resulta
imposible trabajar con un sólo átomo de cualquier elemento. Sin embargo, para
trabajar en cualquier experimento en el laboratorio, es necesario el conocer la
masa, por ello se estableció el sistema de masa referencial, es
decir, establecer las masas de los elementos en función de la masa de otro.
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Importante:
Para elegir apropiadamente el patrón de
referencia, se debe tener en cuenta que sea el más abundante.
Mediante convenio internacional se
estableció que el átomo de referencia sería el carbono-12, por ser el más
abundante en la naturaleza, asignándole una masa relativa de 12 uma (unidades de masa atómica).
La unidad de masa atómica, uma, se define como
la masa exactamente igual a la doceava (1/12) parte de la masa de un átomo de
carbono-12.
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Masa atómica promedio
La mayor parte de
los elementos se presentan en la naturaleza como una mezcla de isótopos con
diferentes abundancias relativas, por ello conociéndolas, se puede determinar
la masa atómica promedio del elemento, así, por ejemplo:
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Problema
El silicio, que
representa el 25 % de la masa de la corteza terrestre, está constituido por
una mezcla de tres isótopos naturales según se muestra en la siguiente tabla:
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Isótopo
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Masa (uma)
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abundancia relativa (%)
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28Si
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27,976927
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92,23
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29Si
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28,976495
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4,67
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30Si
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29,973770
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3,10
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Para determinar la masa atómica promedio se debe tener en cuenta
el aporte en masa de cada isótopo según su abundancia relativa:
masa atómica promedio
= 28,085509 uma
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Importante
En el sistema internacional de
unidades, SI, el mol es la cantidad de una sustancia que contiene
tantas entidades elementales (átomos, moléculas u otras partículas), como
átomos hay exactamente en 12 gramos del isótopo de carbono-12.
En otras palabras: UN MOL es el número de
átomos de 12C que hay en 12 g de dicho isótopo.
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El número real de
átomos de C-12 que se encuentran en 12 g de 12C se
denomina el número de Avogadro, NA, en honor al
científico italiano Amadeus Avogadro; es decir, el número de objetos
presentes en un mol:
NA = 6,022 x 1023
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Observación
La masa de un mol de átomos
de 12C tiene el valor de 12 g, numéricamente igual al de
la masa de un átomo de 12C que es de 12 uma, en
consecuencia:
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La masa
de un átomo de un elemento (en uma), es numéricamente igual a
la masa (en gramos) de un mol de átomos de dicho elemento.
En consecuencia, si
la masa de un átomo de hierro, Fe, tiene el valor de 55,85 uma, podemos afirmar
que la masa de un mol de átomos de hierro es de 55,85 g, es decir:
55,85 uma ⇔ 1 átomo de Fe
55, 85 g ⇔ 1 mol de
átomos de Fe
De donde podemos escribir:
Y podemos obtener las siguientes equivalencias:
1 g = 6,022x1023 uma
1 uma = 1,661x10-24 g
Fuente consultada y trabajada:
http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/14-masa-atomica-concepto-de-mol-masa-molar.html
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