HIPÓTESIS DE AVOGADRO
Podemos
utilizar diversos gases para llenar los neumáticos de nuestros coches o más
interesante aún para llenar globos aerostáticos.
Ahora ya
sabemos que para llenar un globo es mejor usar un gas que tenga sus moléculas
muy pequeñas. De esa manera conseguimos presión sin que el gas pese mucho.
El gas que
mejor cumple esas condiciones es el hidrógeno pero tiene el grave problema que
forma una mezcla explosiva con el oxígeno del aire. Se abandonó su uso con los
primeros graves accidentes que provocó.
El gas
que utilizamos cuando el precio no es un grave problema es el helio. El Helio
tiene moléculas que pesan el doble de las del hidrógeno pero 7 veces menos que
las del aire.
Hoy en día
nadie duda de que la presión se logra con muchas moléculas aunque sean ligeras
en vez de con pocas moléculas pesadas. Pero no siempre fue así.
El primero
que defendió que la presión de un gas depende del número de moléculas y no de
la masa de estas fue Amadeo Avogadro (físico italiano) en 1811:
La Ley
de Avogadro (a veces llamada Hipótesis de Avogadro o Principio
de Avogadro) es una de las leyes de los gases ideales.
"Volúmenes iguales de
distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones
de presión y temperatura, contienen el mismo número de
partículas"
Por
partículas debemos entender aquí moléculas, ya sean éstas poliatómicas
(formadas por varios átomos, como O2, CO2 o NH3) o monoatómicas
(formadas por un solo átomo, como He, Ne o Ar).
Esta
hipótesis, aunque parece razonable, no fue aceptada por la comunidad
científica. Como veremos ahora suponía una contradicción entre la Teoría de
Dalton de las moléculas sencillas y las medidas de Gay-Lussac en reacciones
gaseosas.
NÚMERO DE AVOGADRO
Los átomos
son demasiado pequeños para permitir medidas significativas de sustancias
químicas. Para trabajar con cantidades significativas de sustancias, los
científicos las agrupan en unidades llamadas moles. Un mol es definido como el
número de átomos de carbono en 12 gramos de un isótopo de carbón-12, el cual es
602,2 sextillones (6,022 por 10 a la potencia 23) de átomos. Este número es
llamado número de Avogadro o constante de Avogadro. Es usado como el número de
átomos para cualquier sustancia y la masa de 1 mol de una sustancia es su masa
molar.
COMO
CALCULAR LA MASA DE UN COMPUESTO:
- Encuentra la fórmula
química para el compuesto. Este es el número de átomos de cada elemento que
forma el compuesto. Por ejemplo, la fórmula del cloruro de hidrógeno
(ácido clorhídrico) es HCl
- Encuentra la masa
molar de cada elemento del compuesto. Multiplica la masa atómica del elemento por la
constante de la masa por el número de átomos de ese elemento en el
compuesto. Así es como debes hacerlo: Para el cloruro de hidrógeno, HCl,
la masa molar de cada elemento es 1,007 gramos por mol para el hidrógeno y
35,453 gramos por mol para el cloruro.
- Suma las masas molares
de cada elemento en el compuesto. Esto determina la masa molar de cada compuesto.
Así es como debes hacerlo: Para el cloruro de hidrógeno, la masa molar es
1,007 + 35,453, o 36,460 gramos por mol.
COMO CALCULAR MOLES:
- Identifica el
compuesto o elemento que debas convertir a moles.
- Encuentra el elemento en la tabla periódica.
- Anota el peso atómico del elemento.
Por lo general, éste es el número que se encuentra en la parte inferior,
por debajo del símbolo del elemento. Por ejemplo, el peso atómico del
helio es 4,0026. Si debes identificar la masa molar de un compuesto, debes
sumar todos los pesos atómicos de cada elemento del compuesto.
- Multiplica el número de gramos del elemento/compuesto por la fracción
1/masa molar. Esto es 1 mol dividido por
los pesos atómicos que acabas de obtener. Puedes expresar esto como una
fracción del número de gramos por 1 mol dividido por la masa molar, o
“compuesto g x 1/masa molar (g/mol) = moles”.
- Divide ese número por la masa molar. El resultado es el número de moles de tu elemento o compuesto. Por ejemplo, imagina que tienes 2 g de agua, o H20, y quieres convertirlo a moles. La masa molar del agua es 18 g/mol. Multiplica 2 veces 1 para obtener 2. Divide 2 por 18, y tienes 0,1111 moles de H20.
EJEMPLOS:
CÁLCULO DE MOLES
¿Cuántas moles de hierro representan 25.0 g de hierro (Fe)?
Necesitamos convertir gramos de Fe a moles de Fe. Buscamos la masa atómica del
Fe y vemos que es 55.85 g . Utilizamos el factor de conversión apropiado para
obtener moles.
¿Cuántos átomos de magnesio están contenidos en 5.00 g de magnesio (Mg)?
Necesitamos convertir gramos de Mg a átomos de Mg. Para este factor de conversión necesitamos la masa atómica que es 24.31 g.
Necesitamos convertir gramos de Mg a átomos de Mg. Para este factor de conversión necesitamos la masa atómica que es 24.31 g.
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