Masa atómica, molecular y molar: conceptos clave de química

Resumen

El texto explica los conceptos de masa atómica, unidad de masa atómica (u.m.a. o Dalton), mol y número de Avogadro, así como la masa molecular y la masa molar. También incluye el volumen molar normal de un gas ideal. Es una base útil para entender los cálculos cuantitativos en química.

Puntos clave

La masa atómica es la masa de un átomo, igual a la suma de las masas de sus protones y neutrones, y varía entre isótopos.
Un mol es la cantidad de materia que tiene tantas unidades como átomos hay en exactamente 12 gramos de 12C.
El número de Avogadro es aproximadamente 6,02 x 10^23.
La unidad de masa atómica se llama u.m.a. o Dalton (Da), y el símbolo recomendado es u.
La masa molar (M) es la masa por unidad de cantidad de sustancia; se expresa casi siempre en g/mol.
En condiciones normales, un mol de cualquier gas ideal ocupa 22,4 litros (volumen molar normal).

Ponte a prueba

La masa es la cantidad de materia de un elemento.

Todos los aspectos cuantitativos de la química se basan en conocer las masas de los compuestos estudiados.

Conceptualmente, la masa atómica (m. a.) es la masa de un átomo, y la masa de un átomo en particular es la suma de las masas de sus protones y neutrones, y varía en los distintos isótopos.

Sabemos que los átomos de elementos distintos tienen distinta masa entre sí. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno tiene distinta masa que un átomo de cobre. El átomo de cobre tiene más masa; por lo tanto, pesa más que el átomo de hidrógeno (tiene mayor peso atómico).

Un mol se define como la cantidad de materia que tiene tantas unidades como el número de átomos que hay en exactamente 12 gramos de ¹²C.

Se ha demostrado que este número es: 6,0221367 x 10²³

Se abrevia como 6,02 x 10²³, y se conoce como número de Avogadro.

Unidad de masa atómica

Se la llama u.m.a., que quiere decir Unidad de Masa Atómica, aunque también puede encontrarse por su acrónimo inglés "a.m.u." (Atomic Mass Unit). Esta unidad también es llamada Dalton, en honor al químico con ese apellido, y simbolizada como Da. Esta última nomenclatura (Da) es la elegida por el Sistema Internacional de Magnitudes; sin embargo, el símbolo recomendado es simplemente "u”.

Masa molecular (o peso molecular)

Hasta aquí hemos hablado solo de masa de átomos, y de sus componentes: protones y neutrones. Ahora hablaremos de masa de moléculas (que son combinaciones de diferentes átomos).

Previamente recordemos que las moléculas, como entidad, también se cuantifican en mol, y un mol de moléculas es igual a 6,02 x 10²³ moléculas.

Sabemos que no se puede pesar la masa de una molécula individualmente.

La masa molar (símbolo M) de una sustancia dada es una propiedad física definida como su masa por unidad de cantidad de sustancia. Su unidad de medida en el SI es kilogramo por mol (kg/mol o kg·mol^-1), sin embargo, por razones históricas, la masa molar es expresada casi siempre en gramos por mol (g/mol).

Volumen molar: Experimentalmente, se ha podido comprobar que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas ideal en condiciones normales (Presión = 10⁵ pascales, Temperatura = 273,15 K = 0 °C) es de 22,4 litros. Este valor se conoce como volumen molar normal de un gas.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el número de Avogadro?

Es el número de unidades que contiene un mol de cualquier sustancia, aproximadamente 6,02 x 10^23. Equivale al número de átomos que hay en exactamente 12 gramos de 12C.

¿Cuál es la diferencia entre masa atómica y masa molar?

La masa atómica es la masa de un átomo individual, medida en u.m.a. La masa molar es la masa de un mol de sustancia, expresada casi siempre en g/mol.

¿Cuánto ocupa un mol de gas ideal en condiciones normales?

En condiciones normales (presión de 10^5 pascales y temperatura de 0 °C) ocupa 22,4 litros, valor conocido como volumen molar normal de un gas.