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MOL, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y RELACIONES ESTEQUIOMÉTRICAS

La mol y las bases de la estequiometria

Relaciones estequiométricas

El término estequiometría significa literalmente medir los elementos, proviene de la palabra griega stoicheion que significa elemento.

La palabra mol fue introducida en 1896 por Friedrich Wilhelm Ostwald (1853-1932), quien derivó ese término de la palabra latina mol, que significa “montón” o “pila”.

Masa molar y peso molecular

La masa en gramos de un mol de átomos de cualquier elemento (6.0221499 x 10 ²³ átomos de dicho elemento) es la masa molar de dicho elemento.

El concepto de mol es fundamental en la Química Cuantitativa; es imprescindible poder transformar las mol en masas y viceversa. El análisis dimensional indica que esto puede realizarse como sigue:

Mol a masa:

Mol x gramos/1 mol=gramos

Masa a mol:

Mol x 1mol/gramos=mol

Fórmulas, compuestos y la mol

La fórmula de un compuesto indica el tipo de átomos o iones que contiene y el numero el número relativo de cada uno. Por ejemplo, una molécula de metano CH₄, está constituida por un átomo de C y cuatro átomos de H.

Masas molares y moleculares

Los compuestos iónicos como el NaCl, no existen como moléculas individuales se puede escribir su fórmula más simple, que indica el número relativo de cada tipo de átomos en una “unidad fórmula” del compuesto.

Composición porcentual.

La composición porcentual en masa es el porcentaje en masa de cada elemento presente en un compuesto, se obtiene al dividir la masa de cada elemento contenida en un mol del compuesto ente la masa molar del compuesto y multiplicado por 100%.

Fórmula empírica y molecular

Si se conoce la composición porcentual en masa de un compuesto es posible determinar su fórmula empírica. Debido a que tienen porcentajes y la suma de todos ellos es el 100%, es conveniente suponer que se empezó con 100 g de un compuesto.

El uso de la información que se obtiene de una ecuación química balanceada nos ayuda a resolver problemas estequiométricos de muy diversas maneras. El método que consideramos mejor es el método molar. Para resolver problemas por medio del método molar hay que seguir tres pasos básicos:

Paso I: Calcular las mol de las unidades elementales (átomos, fórmulas mínimas, moléculas o iones) del elemento, compuesto o ion, a partir de la masa o el volumen (si se trata de gases) de la sustancia o sustancias conocidas en el problema.

Paso II: Calcular las mol de las cantidades desconocidas en el problema, utilizando los coeficientes de las sustancias en la ecuación balanceada.

Paso III: Determinar la masa o el volumen (si se trata de gases) de esas sustancias desconocidas en las unidades indicadas en el problema, a partir de las mol calculados para las cantidades desconocidas. Como puede darse cuenta, la clave de este método es la mol. ¡Piense en MOL! La siguiente figura muestra la aplicación de estos tres pasos básicos en forma de diagrama.

Relación mol-mol

Un factor estequiométrico relaciona las cantidades de dos sustancias cualquiera que intervienen en una reacción química en una base molar, por tanto, un factor estequiométrico es una relación de mol.

Relación masa-mol

En ocasiones la información que se va a determinar se debe expresar en mol y no será necesario calcular la masa en gramos. Otras veces, la información está expresada en mol y no necesitamos calcularlas. En estos casos, podemos eliminar el paso I o el paso III.

Relación masa-masa

En los cálculos de relaciones masa -masa, la cantidad que se conoce está expresada en unidades de masa, en gramos. Estos ejemplos siguen los tres pasos básicos. Sin embargo, recuerda que la ecuación química debe estar balanceada antes de comenzar el cálculo.

Relación masa - volumen

En los problemas masa-volumen la sustancia conocida o desconocida es un gas. El dato puede estar dado en unidades de masa y se le pedirá calcular la sustancia desconocida en unidades de volumen (si es un gas) o bien, el dato estará en unidades de volumen (si es un gas) y tendrá que calcular la incógnita en unidades de masa. En cualquier caso, necesita aplicar el volumen molar: 22.4 L por mol de cualquier gas en condiciones TPN [0°C y 760 mm Hg (torr)].