El cilindro de gas LP de la cocina, un extintor y el aire que respiras tienen algo en común: para fabricarlos o estudiarlos hay que saber cuántos moles de sustancia contienen. El mol es el puente entre lo que pesas en la balanza (escala macroscópica) y los átomos y moléculas que no ves (escala atómica). En esta página vas a aprender a cruzar ese puente en los dos sentidos. Al final podrás calcular cuántos moles de butano hay en un cilindro de gas LP.
De la masa a los moles
En el laboratorio mides la materia con una balanza, en gramos, pero las sustancias reaccionan átomo a átomo. Si pesas $12\ \text{g}$ de carbono y $12\ \text{g}$ de magnesio, ¿tienen el mismo número de átomos aunque la balanza marque lo mismo?
Respuesta al ejemplo del carbono y el magnesio: $12\ \text{g}$ de C son $1\ \text{mol}$ ($M = 12\ \text{g/mol}$), pero $12\ \text{g}$ de Mg son solo $0.49\ \text{mol}$ ($M \approx 24.3\ \text{g/mol}$). Misma masa, distinto número de átomos.
Practica★☆☆Sin empezar
Tienes $36\ \text{g}$ de agua en un vaso. Sabiendo que la masa molar del agua es $18\ \text{g/mol}$, calcula cuántos moles de agua contiene el vaso.
Tienes $36\ \text{g}$ de agua en un vaso. Sabiendo que la masa molar del agua es $18\ \text{g/mol}$, calcula cuántos moles de agua contiene el vaso.
Un extintor contiene $3\ \text{mol}$ de dióxido de carbono. Si la masa molar del $\text{CO}2$ es $44\ \text{g/mol}$, ¿qué masa de gas contiene el extintor?
Un extintor contiene $3\ \text{mol}$ de dióxido de carbono. Si la masa molar del $\text{CO}_2$ es $44\ \text{g/mol}$, ¿qué masa de gas contiene el extintor?
Un clavo de hierro pesa $5.6\ \text{g}$ (masa molar del hierro: $56\ \text{g/mol}$). a) ¿Cuántos moles de átomos de hierro contiene el clavo? b) ¿Cuántos átomos son?…
Un clavo de hierro pesa $5.6\ \text{g}$ (masa molar del hierro: $56\ \text{g/mol}$).
a) ¿Cuántos moles de átomos de hierro contiene el clavo?
b) ¿Cuántos átomos son? (Dato: $N_{\text{A}} = 6.022\times10^{23}\ \text{mol}^{-1}$)
Un matraz del laboratorio contiene $0.5\ \text{mol}$ de glucosa disuelta en agua. ¿Cuántas moléculas de glucosa hay en el matraz? (Dato:…
Un matraz del laboratorio contiene $0.5\ \text{mol}$ de glucosa disuelta en agua. ¿Cuántas moléculas de glucosa hay en el matraz? (Dato: $N_{\text{A}} = 6.022\times10^{23}\ \text{mol}^{-1}$)
Al abrir un refresco se escapan $4.4\ \text{g}$ de $\text{CO}2$ (masa molar: $44\ \text{g/mol}$). a) ¿Cuántos moles de gas se han escapado? b) ¿Cuántas moléculas son?…
Al abrir un refresco se escapan $4.4\ \text{g}$ de $\text{CO}_2$ (masa molar: $44\ \text{g/mol}$).
a) ¿Cuántos moles de gas se han escapado?
b) ¿Cuántas moléculas son? (Dato: $N_{\text{A}} = 6.022\times10^{23}\ \text{mol}^{-1}$)
Una gota de agua que cae de un chorro pesa $0.09\ \text{g}$ ($M(\text{H}2\text{O}) = 18\ \text{g/mol}$). a) ¿Cuántos moles de agua hay en la gota? b) ¿Cuántas moléculas…
Una gota de agua que cae de un chorro pesa $0.09\ \text{g}$ ($M(\text{H}_2\text{O}) = 18\ \text{g/mol}$).
a) ¿Cuántos moles de agua hay en la gota?
b) ¿Cuántas moléculas contiene? (Dato: $N_{\text{A}} = 6.022\times10^{23}\ \text{mol}^{-1}$)
c) Cada molécula de agua tiene $2$ átomos de hidrógeno: ¿cuántos átomos de hidrógeno hay en la gota?
d) Comenta los resultados: ¿te parece posible contar esas moléculas de una en una?
Si mides a $0\ ^\circ\text{C}$ y $1\ \text{atm}$ el volumen de $2\ \text{g}$ de $\text{H}_2$, de $28\ \text{g}$ de $\text{N}_2$ y de $44\ \text{g}$ de $\text{CO}_2$, los tres ocupan $22.4\ \text{L}$. ¿Cómo es posible que gases tan distintos, con masas tan dispares, ocupen lo mismo?
En un gas las partículas están tan separadas que su tamaño casi no cuenta frente a la distancia entre ellas. Por eso, a igual presión y temperatura, el mismo número de moléculas ocupa el mismo volumen, sean ligeras o pesadas.
Practica★☆☆Sin empezar
En condiciones normales, es decir, a $0\ \celsius$ y $1\ \text{atm}$ de presión, un mol de cualquier gas ocupa $22.4\ \text{L}$, como se muestra en la figura. Un globo…
En condiciones normales, es decir, a $0\ \celsius$ y $1\ \text{atm}$ de presión, un mol de cualquier gas ocupa $22.4\ \text{L}$, como se muestra en la figura.
Un globo contiene $2\ \text{mol}$ de helio. ¿Qué volumen ocupa el gas en condiciones normales?
Una bolsa hermética contiene $11.2\ \text{L}$ de aire medidos en condiciones normales ($22.4\ \text{L/mol}$). ¿Cuántos moles de aire hay dentro de la bolsa?
Una bolsa hermética contiene $11.2\ \text{L}$ de aire medidos en condiciones normales ($22.4\ \text{L/mol}$). ¿Cuántos moles de aire hay dentro de la bolsa?
Por las tuberías de muchas casas llega gas natural, que es casi todo metano, $\text{CH}4$ ($M = 16\ \text{g/mol}$). a) ¿Cuántos moles de metano hay en $16\ \text{g}$? b)…
Por las tuberías de muchas casas llega gas natural, que es casi todo metano, $\text{CH}_4$ ($M = 16\ \text{g/mol}$).
a) ¿Cuántos moles de metano hay en $16\ \text{g}$?
b) ¿Qué volumen ocuparían en condiciones normales ($22.4\ \text{L/mol}$)?
En el laboratorio, una muestra de $0.25\ \text{mol}$ de un gas desconocido pesa $11\ \text{g}$. a) Calcula la masa molar del gas. b) ¿De qué gas puede tratarse: metano,…
En el laboratorio, una muestra de $0.25\ \text{mol}$ de un gas desconocido pesa $11\ \text{g}$.
a) Calcula la masa molar del gas.
b) ¿De qué gas puede tratarse: metano, $\text{CH}_4$ ($M = 16\ \text{g/mol}$), o propano, $\text{C}_3\text{H}_8$ ($M = 44\ \text{g/mol}$)? Justifica tu respuesta.
Un carro emite $44\ \text{g}$ de $\text{CO}2$ (masa molar: $44\ \text{g/mol}$) en un trayecto corto. a) ¿Cuántos moles de $\text{CO}2$ ha emitido? b) Teniendo en cuenta…
Un carro emite $44\ \text{g}$ de $\text{CO}_2$ (masa molar: $44\ \text{g/mol}$) en un trayecto corto.
a) ¿Cuántos moles de $\text{CO}_2$ ha emitido?
b) Teniendo en cuenta la fórmula $\text{CO}_2$, ¿cuántos moles de átomos de oxígeno contiene esa emisión?
c) ¿Cuántas moléculas de $\text{CO}_2$ ha emitido? (Dato: $N_{\text{A}} = 6.022\times10^{23}\ \text{mol}^{-1}$)
El esquema de la figura representa las partículas que intervienen en la reacción:
La ecuación se lee así: por cada mol de glucosa se consumen $6\ \text{mol}$ de $\text{O}_2$ y se forman $6\ \text{mol}$ de $\text{CO}_2$. Un atleta quema $90\ \text{g}$ de glucosa ($M = 180\ \text{g/mol}$) en un entrenamiento.
a) ¿Cuántos moles de glucosa quemó?
b) ¿Cuántos moles de oxígeno consumió?
c) ¿Qué volumen ocupa ese oxígeno en condiciones normales ($22.4\ \text{L/mol}$)?
Vuelve al principio: un cilindro de gas LP de 25 libras tiene unos $11{,}340\ \text{g}$ de gas; si fuera butano puro ($M = 58\ \text{g/mol}$), contendría $11{,}340\ \text{g} \div 58\ \text{g/mol} \approx 195.5\ \text{mol}$. Es la forma de saber «cuánta materia» hay dentro, sin contar una sola molécula.
Resumen
¡A practicar! 8 ejercicios de nivel medio en este apartado