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La Práctica de la Ciencia

MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR, MASA FÓRMULA Y NÚMERO DE AVOGADRO

 

Una de las propiedades de un átomo es su masa, que se relaciona con el número de electrones, protones y neutrones en el átomo. Pero, como sabemos, los átomos son muy pequeños…, entonces, ¿cómo podemos conocer su masa? No es posible pesar un solo átomo, pero existen métodos experimentales para determinar la masa de un átomo en relación con la de otro. El primer paso consiste en asignar un valor a la masa de un átomo de un elemento dado, de tal forma que pueda ser utilizado como patrón. Por acuerdo internacional, un átomo del isótopo de carbono que tiene seis protones y seis neutrones (12C) presenta una masa exactamente de 12 unidades de masa atómica (uma). Este átomo de carbono sirve como patrón, de modo que una unidad de masa atómica se define como la masa exactamente igual 1/12 de la masa de un átomo de carbono 12.
Mediante experimentos se ha comprobado que la masa de hidrógeno es 12 veces menor que el átomo del carbono, por lo tanto pesa una uma, del mismo modo el átomo de oxígeno pesa 16 uma y el hierro 55.85 uma.
El valor de masa atómica de los elementos que se informa en la tabla periódica es un promedio de las masas de todos los isótopos estables del elemento ponderado por su abundancia natural.

Masa molar y número de Avogadro
Sabemos que los átomos son muy pequeños para poder trabajar con ellos individualmente, por ello se desarrolló una unidad de átomos que describe un gran número de ellos y hace posible el trabajo práctico. La unidad definida por el sistema internacional es el mol, la cantidad de sustancia que contienen tantas entidades elementales como átomos hay exactamente en 12 gramos de carbono 12. El número aceptado para un mol es 6.02 x 1023, que es el número de Avogadro. 
Debemos considerar un mol como un conjunto de partículas tal como una docena (12 unidades) o decenas (10 unidades).
Vimos que un mol de átomos de carbono 12 tiene una masa exactamente de 12 g y contiene 6.02 x 1023 átomos. Esta cantidad se llama masa o peso molar e indica la masa de un mol de unidades. Dado que cada átomo de carbono 12 tiene masa exactamente de 12 uma es útil observar que la masa molar de un elemento (en gramos) es numéricamente igual a su masa atómica expresada en uma. Así, la masa atómica del sodio (Na) es de 22,99 uma y su masa molar también.
El peso atómico de un elemento es, entonces, la cantidad de masa que hay por mol de átomos del elemento. Por ejemplo: el Cu pesa 63,55 uma y por tanto 63.55 gr, esto quiere decir que por cada 63,55 gr hay un mol de átomos de cobre.
Entonces: ¿Cuánto pesan dos moles de átomos de cobre?: pesarán el doble que un mol, por tanto pesan 127,1 gr. ¿Y cuánto pesan 0,5 moles de cobre?: pesan exactamente la mitad que un mol, o sea 31,775 gr. Es decir: 

De esta forma podemos conocer, mediante una cantidad que pesamos, cuántos moles y átomos de un elemento tenemos:  

Tabla de moles y átomos del Helio

Del mismo modo, el peso molecular es la masa por mol de moléculas de un elemento. Para obtener el peso molecular debemos sumar todos los pesos atómicos que conforman la molécula. 

Por ejemplo, calculemos el peso molecular de agua: H2O. Para ello, buscamos en una tabla periódica los pesos atómicos de H y de O.

Relación de mol y masa molecular de agua

Figura 2: Relación de mol y masa molecular de agua

Debemos multiplicar por dos el peso del átomo de H debido a que en la molécula hay dos de él:

Fórmula

El peso fórmula de una sustancia es la masa de los pesos atómicos de los elementos de la fórmula, tomados tantas veces como se indica en ella; es decir, el peso fórmula es la masa de la unidad fórmula en uma. Los pesos fórmula, al igual que los pesos atómicos en los que se basan, son pesos relativos.

Ejercicio: Calcula el peso molecular de los siguientes compuestos:

a) HNO3
b) H2SO4
c) O2
d) H2
e) NH3
f) C6H12O6

 

 

 

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