Aplicar la noción de mol en la cuantificación de procesos químicos. Prof. Q. I. Luis Angel May Ix.

Presentación del tema: "Aplicar la noción de mol en la cuantificación de procesos químicos. Prof. Q. I. Luis Angel May Ix."— Transcripción de la presentación:

1 Aplicar la noción de mol en la cuantificación de procesos químicos. Prof. Q. I. Luis Angel May Ix

2 ¿Sabían que la American Chemical Society (ACS) declaró el 23 de octubre de cada año como día del mol? Ese día muchas facultades de química en el mundo amanecen de fiesta celebrando al mol. Asimismo, la UNESCO ha declarado al 2011 como Año Internacional de la Química.

3  ¿Qué entienden por “mol”?  ¿Saben a cuánto equivale una docena, una centena, un millar?  ¿Saben cuánto es una “gruesa”?

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5 … y otros se venden por “gruesas” que corresponde a una docena de docenas: 12 x 12 = 144

6  Es la unidad fundamental para medir la magnitud que se denomina “cantidad de sustancia” MagnitudUnidad DistanciaMetros masaKilogramos TiempoSegundos Cantidad de sustanciaMol

7 También representa una cantidad que es correspondiente al llamado “número de Avogadro” 602,300,000,000,000,000,000,000 6.023X10 23 O en notación científica…

8 = 6.023x10 23 naranjas = 6.023x10 23 pingüinos 1 mol

9  La tierra pesa 5,977,000,000,000,000,000,000 Kg  En notación científica: 5.97 X 10 21 Kg  Si una naranja pesa 0.1 kg (es decir 100 gr), un mol de naranjas pesará:  0.1 kg (6.023x10 23 ) = 6.023x10 22 Kg  6.023x10 22 Kg > 5.97 X 10 21 Kg  ¡Un mol de naranjas pesaría más que la tierra!

10 Estas teclas indican la notación científica

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13  La masa de los átomos es muy pequeña. Si se toma como ejemplo el átomo de calcio, para completar una distancia de un centímetro habría que colocar en fila unos 50,000,000 (cincuenta millones) de átomos. Esto hace que sea imposible pesar los átomos de forma individual. Por esto, en cualquier situación real, hay que manejar cantidades enormes de átomos, lo que se hace con la unidad de mol.

14 1 mol = 6.023x10 23 átomos de hierro 1 mol = 6.023x10 23 átomos de azufre

15  ¿Pesa lo mismo una docena de sandías, que una docena de uvas?  ¡Obvio que no! Aunque tienen la misma cantidad de objetos (12 c/u), pesa más una docena de sandías que una docena de uvas. 12 sandías = 24 Kg12 uvas = ¼ de Kg

16 1 mol de oro pesa 198 gr 1 mol de carbón pesa 12 gr

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19 Número atómico Símbolo atómico Masa atómica ¡Este es el peso de un mol de átomos de cobre!

20  Buscamos en la tabla periódica su masa atómica  La consideramos en gramos  ¡Y la pesamos en la báscula!

21 Ejemplo: pesar medio mol de aluminio (Al) y un cuarto de mol de hierro (Fe) 13 Al 26.9 26 Fe 55.8 ¡Éstos son los datos a considerar, pero en gramos!

22 1. Para medio mol de aluminio:  1 mol de aluminio = 26.9 g  ½ mol = 0.5 mol  Entonces ½ mol de aluminio en gramos es:  0.5 mol (26.9 g/mol) = 13.45 g 2. Para un cuarto de mol de hierro:  1 mol de hierro = 55.8 g  ¼ mol = 0.25 mol  Entonces ¼ mol de hierro en gramos es:  0.25 mol (55.8 g/mol) = 13.95 g  ¡Ambas cantidades se pueden pesar en la báscula!

23  Mol (n)  Peso atómico (M)  Masa (m)  Número de partículas (N)  Número de Avogadro (N A ): 6.023X10 23 Masa-mol: n = mMmM No. partículas: N = n N A

24 Cuántas moles hay en una masa de 500 g de sodio (Na)  El peso atómico del Na es de 23gr/mol (se encuentra en la tabla periódica)  La relación a utilizar es:  Entonces, sustituimos:  n = 21.7 mol de Na n = mMmM 500 gr 23gr/mol

25 Cuantos átomos de sodio hay en los 500 gr: La relación a usar es N = n(N A )  Sustituyendo: N = (21.7 mol)(6.023x10 23 )  N = 1.306991x 10 25 átomos

26  Un anillo de plata nuevo tenía una masa de 21g. Después de 15 años de uso la masa del anillo disminuyó a 20.8 gr ¿Cuánto átomos de plata perdió el anillo por día?  R = 2.041 x 10 17 átomos por día  Un alambre de hierro tiene 0.1 cm de diámetro ¿Cuántos metros de este alambre contendrán un mol de átomos de hierro? La densidad del hierro es de 7.86 g/cm 3  R = 9.01 m

27 1. La masa atómica de un elemento corresponde a un mol de dicho elemento. 2. Por tal equivalencia se puede plantear la siguiente relación: 1mol del elemento Masa Atómica 1 mol del elemento ¡Esto es el factor unitario, ambos términos corresponden a una misma relación!

28  1 mol de carbón corresponde a 12 gr de carbón  Entonces, el factor unitario es: 1mol de Carbón 12 gr 1 mol de carbón 12.00 Tendrían un diamante formado por 6.023X10 23 átomos de carbón!

29  Esto sirve para hacer los cálculos con moles y gramos, dependiendo del caso: 1. Si se pide calcular cuál es el peso de determinadas moles de una sustancia, se emplea la relación: 2. Si por el contrario, se pide calcular cuántas moles hay en determinados gramos de una sustancia, entonces se usa la relación: Peso Atómico 1 mol del elemento Peso Atómico

30  Cuántas moles de sodio (Na) hay en 500 g. 1. El peso atómico del Na es de 23gr (se encuentra en la tabla periódica) 2. Se usa el término unitario: 3. Se plantea la operación: 4. Entonces, 500 g de sodio corresponde a 21.7 mol de sodio 1 mol del elemento Peso atómico 1 mol Na 23 g 1 mol Na 23 g 500 g = 21.7 mol

31  Calcular el peso de 2.5 mol de calcio (Ca). 1. El peso atómico del Ca es de 40gr (se encuentra en la tabla periódica) 2. Se usa el término unitario: 3. Se plantea la operación: 4. Entonces, 2.5 mol de calcio pesan 100 g Peso Atómico 1 mol del elemento 40 g 1 mol Ca 40 g 1 mol Ca 2.5 mol Ca = 100 g

32 1 TAZA DE LECHE 1 TAZA DE HARINA 1 HUEVO

33 1. Identificar los elementos que constituyen la fórmula de la sustancia. 2. Contabilizar cuántos átomos hay por elemento. 3. Colocar la masa atómica de cada elemento (este dato está en la tabla periódica). 4. Multiplicar el número de átomos de cada elemento por su masa atómica. Esto se hace de manera horizontal. 5. Sumar los resultados de las multiplicaciones. Esto se hace de manera vertical. 6. El resultado es el peso molar de la sustancia

34  Cu:(1)(63.5g/mol) =  N:(2)(14g/mol) =  O:(6)(16g/mol) = 63.5 g/mol 28.0 g/mol 96.0 g/mol 187.5 g/mol Peso molar del Cu (NO 3 ) 2 MULTIPLICAR SUMARSUMAR

35  Composición porcentual  Relaciones estequiométricas ◦ Relación mol-mol ◦ Relación masa-masa ◦ Relaciones masa-mol  Reactivo limitante

36  La composición en masa o composición elemental, es el porcentaje en masa de cada elemento en un compuesto o en una especie química. CuSO 4 (159.5 g/mol) Cu:39.8 % S:20 % O:40.2 %

37 % E = mE M x 100 % E :porcentaje de cada elemento del compuesto mE :masa total de cada elemento en el compuesto M :masa molar del compuesto

38 1. Calcular la masa (peso) molar de la sustancia 2. Tomar la masa total de cada elemento 3. Dividir esa masa de cada elemento entre la masa molar de la sustancia 4. Como es un porcentaje multiplicar el resultado por cien

39 Cu: 159.5 g/mol (1)(63.5 g/mol)= 63.5 g/mol S:(1)(32 g/mol)= 32 g/mol O:(4)16 g/mol = 64 g/mol 159.5 g/mol 63.5 g/mol = 39.8% 32 g/mol = 20% 64 g/mol X 100 = 40.2% 100%