CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTE FÍSICA – QUÍMICA – BIOLOGÍA - ROBÓTICA
ÁREA DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE UNIDADES QUÍMICAS DE MASA En esta parte de la química estudiaremos las relaciones cualitativas y cuantitativas, entre las sustancias y las unidades que la constituyen (átomos, moléculas, iones). 1. OBJETIVOS: Ser capaz de diferenciar masa isotópica, peso atómico, peso molecular y peso fórmula. Comprender el concepto de átomo - gramo. Ser capaz de realizar cálculos con mol de átomos y mol de moléculas. Hallar la composición centesimal, e interpretar una fórmula química. 2. MASA ISOTOPICA.La masa atómica relativa de un isótopo se llama masa isotópica, siendo el U.M.A. su unidad de masa atómica, que viene a ser la masa de la doceava parte del átomo de carbono-12, el cual se toma como patrón.
¿Qué diferencia hay entre número de masa (A) y masa isotópica?. El número de masa es siempre un número entero, mientras que la masa isotópica es un número decimal y se expresa en uma. 1 u.m.a.= 1,66x10-24g.
3. PESO ATOMICO PROMEDIO (P.A): Representa la masa o peso atómico relativo promedio del átomo de un elemento. Es un promedio ponderado de las masas atómicas relativas de los isótopos de un elemento. P.A.(E) =
A % + A % + ... + An%n 1 1 2 2 100
A1, A2 ....., An : masas de los isótopos en uma. %1, %2, ..., %n : abundancia de cada isótopo
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ÁREA DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE Principales pesos atómicos Elemento PA Elemento H 1 P
PA 31
Elemento Cu
C
12
Cl
35.5
Al
O
16
S
32
Fe
N
14
Si
28
Zn
Na
23
Mg
24
Br
Ca
40
Ag
108
Hg
K
39
Au
197
Mn
PA 63.5 27 56 65 80 200.6 55
Ejemplo: El calcio posee dos isótopos, Ca40 y Ca44 , si la masa atómica es 40,08 u. ¿Cuál es el % de abundancia del isótopo liviano?
A) 88%
B) 90%
D) 98%
E) 60%
C) 35%
4. MASA MOLECULAR RELATIVA O PESO MOLECULAR (M) : Es el peso relativo de una molécula. Se determina sumando los pesos atómicos de los elementos teniendo en cuenta el número de átomos de cada uno. 1. H2O PM = 2 PA(H) + 1PA(O) PM =2 (1) + 1(16) = 18 u.m.a. 2. H2SO4 PM=2 PA(H) + 1PA(S) + 4PA(O) PM=2(1)+1(32)+ 4(16) = 98u.m.a
5. CONCEPTO DE MOL.- es la cantidad de sustancia que contiene tantas unidades estructurales (átomos, moléculas u otras partículas) como átomos hay exactamente en 12 gramos de carbono-12. 1 mol = 6.023 x 1023 unidades = NA unidades
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ÁREA DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 1 mol (átomos) = 6, 023 x 1023 átomos 1mol (moléculas) = 6, 023 x 1023 moléculas 1mol (electrones) = 6, 023 x 1023 electrones 6. ATOMO – GRAMO (At-g): es el peso en gramos de un mol de átomos (6.023 x 1023 átomos) de un elemento. Este peso es exactamente igual al peso atómico expresado en gramos. 1 at-g = P.A.g.
contiene
6x1023 átomos
Ejemplo: En el magnesio, M.A. (g) = 24 U.M.A. 1at-g (Mg) = 24 g 3,023.1023 átomos de Mg
7. NUMERO DE At-g+
W # At - g P.A
g
g/At-g
8. NUMERO DE ATOMOS (Nº átomos).- Indica la cantidad de átomos de una muestra. Nº átomos = at-g x NA
9. MOL – GRAMO (mol-g) ( M ): es el peso en gramos de un mol de moléculas (6.022 x 1023 átomos) de una sustancia química contiene
1 mol-g = M.g 6x1023 moléculas
10. NÚMEROS DE MOLES DE UNA CIERTA MUESTRA (n):
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ÁREA DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 11. NUMERO DE MOLECULAS
MOLÉCULAS ( Nº moléculas).- Indica la cantidad de moléculas de una muestra.
Nº moléculas = n x NA
12. VOLUMEN MOLAR.- Es el volumen expresado en litros que presenta un mol de sustancia gaseosa a condiciones normales : 1 mol-g
ocupa a C.N.
22,4 Litros
13. HIPOTESIS DE AVOGADRO.-Cuando se tiene volúmenes iguales, de gases diferentes, a iguales condiciones de presión y temperatura tendrán el mismo número de moléculas, esto es tendrán igual número de moles. n.gas1 = n.gas2
14.INTERPRETACIÓN DE UNA FÓRMULA QUÍMICA: en este aspecto veamos a manera de ejemplo ilustrativo con la fórmula del ácido sulfúrico.
a)
como partícula, representa una molécula o una unidad fórmula (atomicidad).
H2SO4 1 molécula contiene: 2 átomos de H 1 átomo de S 4 átomos de O 7 átomos totales ó atomicidad molecular
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ÁREA DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE b)
como masa, representa un mol-g. En este caso los subíndices indican el número de moles de átomos o número de átomos-gramos de cada elemento.
H2SO4 1 mol-gr contiene: 2 moles de H = 2 At-g. (H) 1 mol de S
= 1 At-g. (S)
4 moles de O = 4 At-g. (O) _____________________ 7 moles de átomos totales
15. COMPOSICIÓN CENTESIMAL Es el porcentaje en peso o en masa de cada uno de los elementos que constituyen un compuesto. Se expresa como porcentajes en masa (% m). 16. DETERMINACIÓN DE FÓRMULAS Una fórmula química representa la cantidad de átomos, moléculas o iones que están presentes en una unidad fórmula de un compuesto, de la cual se utilizará la información mostrada para realizar una serie de cálculos. Se pueden distinguir dos tipos de fórmulas: a. FORMULAS EMPÍRICAS (F.E.).Indica la mínima relación de combinación que hay entre los elementos químicos que forman parte de un compuesto. b. FORMULAS VERDADERAS (F.V.).- Indica la real relación de combinación que hay entre los elementos químicos que forman parte de un compuesto.
RELACIÓN ENTRE LA FORMULA EMPÍRICA Y LA FORMULA VERDADERA FV = K(FE)
Donde K es un número entero que se obtiene a partir de
K=
MFV ; K es un número entero MFE
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