Diferencia entre revisiones de «Química/Concepto de mol»

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El mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades. El Sistema Internacional de Unidades (SI) define la cantidad de sustancia como una unidad fundamental que es proporcional al número de entidades elementales presentes. La constante de proporcionalidad depende de la unidad elegida para la cantidad de sustancia; sin embargo, una vez hecha esta elección, la constante es la misma para todos los tipos posibles de entidades elementales. Dada cualquier sustancia (elemento o compuesto químico) y considerando a la vez un cierto tipo de entidades elementales que la componen, se define como un mol la cantidad de esa sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado como átomos hay en doce gramos de carbono-12.
En primer lugar, es conveniente distinguir entre los conceptos de '''masa''' y '''peso'''.
[[File:2kg Gewicht freigeschnitten.jpg|thumb|100px|Una masa de 2 kg de hierro]]
*La '''masa''' se refiere a la cantidad de '''materia''' contenida en un cuerpo. Se mide en '''kilogramos''' (''kg'').
*El '''peso''' es el resultado de la '''atracción gravitacional''' sobre la masa de un cuerpo. Se mide en '''Newton'''(''N'').
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Tomemos como referencia el kilogramo. Un kilogramo de plomo y un kilogramo de algodón tienen la misma masa y, por lo tanto, marcan el mismo peso (¡aunque presenten distinto volumen!) en una balanza de dos platillos o una báscula (colocada en el vacío).
 
El número de unidades elementales —átomos, moléculas, iones, electrones, radicales u otras partículas o grupos específicos de estas— existentes en un mol de sustancia es, por definición, una constante que no depende del material ni del tipo de partícula considerado. Esta cantidad es llamada número de Avogadro (NA)3 y equivale a:
En el planeta Tierra, tanto el fiel de la balanza como el indicador de la báscula marcarían 1 kilogramo. Pero en la Luna, donde la atracción gravitacional es aproximadamente un sexto de la terrestre, el peso indicado por la báscula sería aproximadamente "0,166 kg", mientras que la balanza seguiría indicando 1 kg. Los cuerpos no han perdido masa, sólo están sujetos a una atracción gravitacional menor.
 
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{\displaystyle {\rm {1\,mol=6,022\,141\,29\,(30)\,\cdot 10^{23}\ unidades\;elementales}}} {\rm {1\,mol=6,022\,141\,29\,(30)\,\cdot 10^{{23}}\ unidades\;elementales}}3
 
El concepto del mol es de vital importancia en la química, pues, entre otras cosas, permite hacer infinidad de cálculos estequiométricos indicando la proporción existente entre reactivos y productos en las reacciones químicas. Por ejemplo: la ecuación que representa la reacción de formación del agua 2 H2 + O2 → 2 H2O implica que dos moles de hidrógeno (H2) y un mol de oxígeno (O2) reaccionan para formar dos moles de agua (H2O).
 
El volumen de un gas depende de la presión, la temperatura y la cantidad de moléculas del gas. Los gases distintos en condiciones iguales tienen la misma energía cinética. Por consiguiente, dos gases distintos que estén a la misma temperatura y presión ocuparan un mismo volumen. De lo cual se infiere que cada uno de ellos debe contener la misma cantidad de moléculas. Y como una mol contiene NA moléculas, un mol de cualquier gas tendrá el mismo volumen que un mol de cualquier otro gas en la ya dicha igualdad de condiciones. Experimentalmente se ha determinado que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas es de 22,4 L en condiciones normales. A este volumen se le llama volumen molar del gas. El volumen molar es un cubo cuyos lados miden, más o menos, 28,2 cm.
 
[[File:2kg Gewicht freigeschnitten.jpg|thumb|100px|Una masa de 2 kg de hierro]]
 
''Hay que hacer notar que una balanza de dos platillos daría el mismo resultado en la Tierra y en la Luna, porque funciona por '''comparación de masas''' (equilibramos la masa a determinar con pequeñas masas conocidas), mientras que una báscula de resorte daría números diferentes en la Tierra y en la Luna. Esto es porque el resorte de la báscula ha sido calibrado para indicar '''pesos''', sujeto a la atracción gravitacional del planeta en que se encuentre. Dado que, ordinariamente, hacemos todos nuestros experimentos en el planeta Tierra, tendemos a usar masa y peso indistíntamente. Dicho uso es permisible, siempre que mantengamos en mente la diferencia entre masa y peso.''
==Mol==
El '''mol''' es una unidad de '''cantidad de materia'''. Un mol representa '''la cantidad de masa contenida en <math>6,023 \times 10^{23}</math> moléculas de sustancia'''. El número <math>6,023 \times 10^{23}</math> es conocido como el '''''número de Avogadro'''''. El mol es una unidad algo peculiar, porque "no pesa lo mismo" en cada caso. Al estar basada en un conteo de átomos o moléculas, la cantidad de masa total dependerá de cuánta masa tenga cada unidad material.
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Así, un mol de hidrógeno molecular (<math>H_2</math>) tiene 2 gramos de masa, mientras que un mol de agua (<math>H_2O</math>) contiene 18 gramos de masa. Un mol "pesa" diferente dependiendo de la sustancia de que estemos hablando.
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===Utilidad===
La utilidad de este concepto de mol radica en que cuando consideramos reacciones químicas, las relaciones de masa de las sustancias reaccionantes quedan reducidas a números enteros que corresponden a la fórmula mínima.
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Por ejemplo, podemos decir que 4 gramos de hidrógeno gaseoso reaccionan con 32 gramos de oxígeno gaseoso para formar 36 gramos de agua, esto es, reaccionan en una relación de 4:32 ó 1:8, lo cual no concuerda muy bien con la fórmula molecular del agua (<math>H_2O</math>). Si utilizamos "moles", podemos decir que 2 "moles" de hidrógeno reaccionan con 1 "mol" de oxígeno para formar un "mol" de agua. Esto concuerda mejor con la fórmula molecular del agua, y se justifica mediante medidas volumétricas realizadas a lo largo de la reacción entre ambos gases.
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En el laboratorio o en la industria no se trabaja con símbolos o números, se trabaja con sustancias concretas, que se palpan. Para facilitar las tareas de investigación sobre algún elemento químico los científicos utilizan siempre gran cantidad de átomos.
===Explicación de lo que es un '''mol'''===