¿Para qué se inventó el mol si es un número tan grande que no se puede contar y los átomos son tan pequeños que no se pueden pesar? El mol sirve como puente para conocer el número de partículas que hay en una determinada cantidad de masa; de este modo, es posible obtener la masa molar de las sustancias.
¿Cuánto pesa un mol? Eso dependerá de la sustancia considerada. Se tomará un ejemplo de la vida diaria para aclarar este concepto. Si la pregunta fuera ¿cuánto pesa una docena de huevo?, primero se determinaría si la docena es de huevos de codorniz, de gallina o de avestruz, porque aunque los tres conjuntos tienen la misma cantidad de elementos, no poseen la misma masa.
Lo mismo ocurrirá con una gruesa de naranjas, toronjas o limones, pues aunque los tres conjuntos tienen el mismo número de cítricos, la masa de cada conjunto será distinta de las otras.
La masa de un mol de átomos de aluminio no será la misma que la de un mol de átomos de sodio, aunque ambos tengan el mismo número de partículas, 6.02x1023 átomos.
Fig. 1 Nueve automóviles poseen 36 neumáticos.
| Elementos |
Masa molar |
Moles de
átomos |
Total (g/mol) |
|---|---|---|---|
| Carbono | 12.01 |
1 |
(12.01x1)= 12.01 (a) |
| Oxígeno | 15.99 |
2 |
(15.99x2)= 31.98 (b) |
| Masa molar del CO2 | suma de (a) y (b) | . |
43.99 |
Para calcular la masa molar molecular de cualquier compuesto, es necesario conocer qué elementos constituyen dicho compuesto, cuántos son y la masa de cada uno de ellos. Esta información se obtiene de la fórmula química del compuesto.
Por ejemplo, para calcular la masa molar del dióxido de carbono, es necesario conocer la fórmula, CO2, la cual indica que en un mol de este compuesto hay un mol de átomos de carbono y dos moles de átomos de oxígeno.
Si se tiene un mol de CO, entonces hay 6.02x1023 moléculas. El número de átomos de ese mol de moléculas es igual que 3x6.02x1023 = 18.06x1023, porque la fórmula del dióxido de carbono indica que hay un átomo de carbono y dos de oxígeno, o sea, tres átomos.
Las medidas de concentración que emplean el concepto de mol son muy útiles, pues dan una idea precisa de cuántas partículas de soluto están disueltas en un cierto volumen de disolución.
La concentración molar o molaridad de una disolución se refiere simplemente al número de moles de soluto que hay en un litro de disolución (mol/I). Una disolución uno molar (que se representa como 1M) de sal en agua contiene un mol de sal por cada litro de disolución; una disolución dos molar de sal (2 M) tendrá dos moles del soluto por cada litro de disolución.
La sal común es el compuesto químico conocido como cloruro de sodio (NaCl); cada mol de sal está formado por un mol de átomos de sodio (Na) y un mol de átomos de cloro (Cl). Las masas molares de estos elementos se encuentran en la Tabla Periódica (en la que se agrupan en orden los elementos químicos) y se pueden usar para calcular la masa molar del cloruro de sodio:
Donde cada cantidad indica la masa en gramos por cada mol de sustancia (g/mol). Cuando se tiene una disolución 1M de NaCl, no sólo se sabe que hay un mol de sal por litro de disolución, también se conoce que se tienen 6.02x1023 moléculas de NaCl en la mezcla o 58.5 g de este compuesto por cada litro de disolución.
Cuando se conoce la concentración molar de una disolución, se puede calcular la masa y el número de moléculas de soluto presentes en ella. De igual manera, si hay que preparar una disolución con cierta molaridad, la información anterior permite saber qué cantidad de sustancia hay que disolver en agua.
| Compuesto |
Masa
molar (g/mol) |
Volumen
total de disolución (l) |
Concentración molar (mol/l) |
Núm.
total de moles presentes |
Masa total del soluto (g) |
Número
total de moléculas de soluto |
Cloruro de sodio |
58.5 |
0.5 |
4 |
4x0.5 = 2 |
2x58.5 = 117 |
2x6.02x1023 =1.20 x1024 |