UNIDADES QUÍMICAS DE MASA PDF

UNIDADES QUÍMICAS DE MASA PROF. HÉCTOR DÍAZ FECHA: 3 – 11 – 24 INTRODUCCIÓN  La unidad de masa dependerá del tamaño del objeto. 1. Unidad de masa atómica (uma) Veamos: Unidad utilizada para medir la ma...

UNIDADES QUÍMICAS DE MASA PROF. HÉCTOR DÍAZ FECHA: 3 – 11 – 24 INTRODUCCIÓN  La unidad de masa dependerá del tamaño del objeto. 1. Unidad de masa atómica (uma) Veamos: Unidad utilizada para medir la masa de las Masa de camión unidades estructurales (átomos, moléculas, 60 tm iones), por convención una uma se define como la doceava parte de la masa de un átomo de C- 12 12C. 1 uma Masa de la persona 70 kg Masa de un sobre de café 1,8 g Equivalencia: …Y la masa de átomos y moléculas ¿en que unidad se expresará?  Ejemplo: 2. Masa atómica promedio o peso Determine la masa atómica promedio o peso atómico del elemento cobre. Sabiendo que: atómico (PA) Es la masa promedio de las masas de Isótopos naturales los isótopos estables de un elemento. estables del cobre Isotopos Masa isotópica (uma) Abundancia 63Cu 29 62,92 69,1% 65Cu 29 64,92 30,9% Trofeo de cobre (Cu) Promedio = 62,92(69,1)+64,92(30,9) = 63,53 uma ponderado 100 A 1.%1 + A 2.%2 +... m.A.(E) = 100%  Los valores de peso atómico (PA) de los Expresión matemática: ¡HA elementos son datos en las evaluaciones PRACTICAR! y exámenes de admisión. Ejemplos: Elemento PA (uma) Elemento PA (uma) H 1 S 32 PF (𝐇𝟐 O) = 2(1) + 1(16)= 18 uma C 12 Cl 35,5 N 14 Ca 40 PF (C𝐎𝟐) = 1(12) + 2(16)= 44 uma O 16 Fe 56 Na 23 Cu 63,5 PF (𝐅𝐞𝟐𝐎𝟑) = 2(56) + 3(16)= 160 uma 3. Masa fórmula o peso fórmula (PF) Indica la masa promedio de una unidad PF [Ca(N𝐎𝟐)𝟐] = 1(40) + 2(14) + 4(16)= 132 uma estructural o unidad fórmula (molécula o compuesto iónico) expresada en uma. Se halla sumando los PA de los átomos en la unidad fórmula. PF (𝐍𝐚𝟐C𝐎𝟑.10𝐇𝟐O)= 2(23) + 1(12) + 3(16) + 10(18)= 286 uma  ❖ Masa molecular o peso molecular (PM) ❖ Cantidad de sustancia Representa la masa promedio de 1 molécula de En nuestra vida diaria utilizamos ciertas unidades para una sustancia covalente (elemento poliatómico o expresar cantidades, como: compuesto covalente), está expresado en uma. M Ejemplo: Hallemos algunos PM en el aire húmedo contaminado: 1 mano → 5 unidades 𝐇𝟐O 𝐂𝐇𝟒 𝐍𝐎𝟐 Elemento PA(uma) 𝐎𝟑 𝐍𝟐 𝐂𝐎𝟐 𝐎𝟐 H 1 C 12 N 14 O 16 1 millar → 1000 unidades 1 docena → 12 unidades PM (C𝐇𝟒) = 1(12) + 4(1)= 16 uma PM (𝐎𝟑) = 3(16)= 48 uma … y 1 mol de átomos ¿qué cantidad es? PM (N𝐎𝟐) = 1(14) + 2(16)= 46 uma  4. ¿Qué es el mol? En el SI, el mol es la unidad de cantidad de sustancia que contiene tantas unidades estructurales (átomos, moléculas, iones…) como átomos hay en 12 g de carbono 12 ( 12C). Veamos: Existen 12 g de carbono 12 ( 12C) Átomos de 𝟔𝟎𝟐 𝟐𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 carbono millón billón trillón Se lee: Seis cientos dos mil doscientos trillones de unidades estructurales En notación científica 𝟏𝐦𝐨𝐥 𝟔, 𝟎𝟐𝟐𝐱𝟏𝟎𝟐𝟑 𝐮𝐧𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞𝐬 𝐞𝐬𝐭𝐫𝐮𝐜𝐭𝐮𝐫𝐚𝐥𝐞𝐬 Número de Avogadro (NA) El científico italiano Amadeo Avogadro (1776-1856).  ¡Sabias que! Si tuviéramos 1 mol de canicas estas cubrirían todo el ✓ 1mol de iones (𝐒𝑶𝟒)𝟐− = 6x1023 iones (𝐒𝐎𝟒)𝟐− continente americano con una capa de 115 km de altura. ✓ 1mol de iones 𝐀𝐮𝟑+ = 6x1023 iones 𝐀𝐮𝟑+ ¿Cuántos átomos hay en 5 mol de Ca? Monte Everest altura aprox. 9 km ▪ 5 mol 𝐂𝐚 = 5(6x1023) átomos 𝐂𝐚 = 30x1023 átomos 𝐂𝐚 La altura que alcanzaría la torre de canicas hace ver muy pequeño al Monte Everest = 3,0x1024 átomos 𝐂𝐚 Para fines prácticos el número de Avogadro ¿Cuántos moléculas hay en 25 mol de CO2? 𝑵𝑨= 𝟔 𝐱 𝟏𝟎𝟐𝟑 Ejemplos: ▪ 25 mol 𝐂𝐎𝟐 = 25 6x1023 moléculas 𝐂𝐎𝟐 ✓ 1mol de átomos 𝐅𝐞 = 6x1023 átomos 𝐅𝐞 = 150x1023 moleculas 𝐂𝐎𝟐 ✓ 1mol de moléculas 𝐇𝟐𝐎 = 6x1023 moléculas 𝐇𝟐𝐎 = 1,5x1025 moleculas 𝐂𝐎𝟐  De modo similar ¿Dónde hay mayor cantidad de objetos? ¿Dónde hay mayor cantidad de unidades estructurales? 1 MOL DE 1 MOL DE 1 DOCENA 1 DOCENA DE LIBROS VS. DE LÁPICES ÁTOMOS COBRE Cu VS. MOLÉCULAS AGUA H2O Son 12 Son 12 Son 6x1023 Son 6x1023 libros lápices átomos de cobre moléculas de agua Respuesta: Respuesta: En ambos casos hay la misma cantidad de objetos. En ambos casos hay la misma cantidad de unidades estructurales.  Mol es Unidad que expresa la cantidad de sustancia presente donde N A = número en una muestra química. de Avogradro 1 mol = 6,022x 1023 unidades estructurales = 1 NA 1 mol de moléculas 1 mol de átomos se relaciona con de agua H2O de carbono (C) La masa molar (𝐌 ) para átomos para moléculas 𝐌 = (PA) 𝐠𝐦𝐨𝐥 𝐌 = (PF) 𝐠/𝐦𝐨𝐥 ejemplo ejemplo g g g g M C = PA C = 12 M H2O = PF H2O = 18 mol mol m ol m ol N° unidades estructurales 𝑚 Número de moles (𝓷) = = M NA Ejercicio 1 Ejercicio 2 ¿Cuántas moles de moléculas hay en 450 g de agua ¿Cuántas moles de metano (CH4) hay en un balón que H2O ? PA (uma): H = 1; O = 16 contiene 7,2 x1024 moléculas de CH4? Resolución: N A = 6 x 1023 Piden calcular N° moles H2O = 𝘮 Resolución: masa H2O = 54 g Piden calcular N° moles CH4 = 𝘮 N° moléculas CH4 = 7,2 x 1024 1 mol H2O 18 g 1 mol CH 4 6x1023 𝘮 450 g 𝘮 7,2x1024 𝐇𝟐O 𝐂𝐇𝟒 1mol x 450 g 1mol x 7,2x1024molécula 𝘮= 𝘮= 18 g 6𝑥1023molécula 𝘮 = 25 mol 𝘮 = 12 mol 6. Porcentaje de pureza de una muestra (%P) En la naturaleza, las sustancias se encuentran formando mezclas. Por ello debemos conocer qué parte de toda la muestra, en porcentaje, representa la sustancia de interés. A este porcentaje se le llama pureza (%P) y se calcula: 𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒑𝒖𝒓𝒂 %𝑷 = 𝒙𝟏𝟎𝟎% 𝒄𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 Ejemplo Se tiene 200 g de piedra caliza con 16 g de impurezas. Por tanto, planteamos: Determine la pureza de la muestra. 200 g 100% Resolución: 184 g %P La piedra caliza es un mineral compuesto principalmente por carbonato de calcio, (CaCO3). 184 g %𝑃 = 𝑥100% = 𝟗𝟐% 200 g MATERIAL DE CLASE  mmuestra 224g n= → n Ca = M g 40 mol n Ca = 5,6 mol Resolución Clave E  mmuestra 9,125g nHCl = → nHCl = M (HCl ) g (1 + 35,5 ) mol Resolución nHCl = 0,25 mol (HCl ) Clave B Resolución 60% 40% 52 u 50 u A 1.a1% + A 2.a 2 % 50  60 + 52  40 P.A. (E ) = → P.A. (E ) = a1% + a 2 % 100 5080 P.A. (E ) = → P.A (E ) = 50,80 u 100 Clave C  A 1.p1 + A 2.p 2 42  5 + 43  3 P.A. ( X ) = → P.A. ( X ) = p1 + p 2 5+3 P.A. ( X ) = 42,375 u Clave B Resolución 42 42 42 X X X 42 42 X X 43 43 43 X X X  Luego: A 1.a1 + A 2.a 2 + A 3.a 3 25  50 + 26  40 + A  10 P.A. (E ) = → 25,7 = a1 + a 2 + a 3 100 2570 = 1250 + 1040 + 10A → 2570 = 2290 + 10A 280 = 10A → A = 28 u Resolución Sea el elemento: E Clave C P.A. (E ) = 25,7 Además: Isótopo Ai (u) % ai E – 25 25 50% E – 26 26 40% E–A A 10%  C) C 3H8 → M = 36 + 8 12x3 1x8 M ( C 3H8 ) = 44 u D) NaOH → P.F. = 23 + 16 + 1 Resolución A) NaHCO 3 → P.F. = 23 + 1 + 12 + 48 23 16 1 P.F. (NaOH) = 40 u E) (NH4 ) 2 Cr2O 7 → P.F. = 28 + 8 + 104 + 112 23 1 12 16x3 P.F. (NaHCO 3 ) = 84 u 14 x2 16x7 1x8 B) CaO → P.F. = 40 + 16 52x2 P.F. (NH4 ) 2 Cr2O 7  = 252 u 40 16 Clave E P.F. ( CaO ) = 56 u Resolución mmuestra # at − g (Ba ) = nBa = M (Ba ) 822g # at − g (Ba ) = g 137 mol # at − g (Ba ) = 6 at − g (Ba ) Clave C   Número de átomos  * NCa = ?   de calcio ( Ca )  1000g mmuestra = 2kg  = 2000g ( Ca ) 1kg Resolución Pero: Luego: * mmuestra NCa mmuestra NCa* m n Ca = = n Ca = = → NCa * = muestra  N A M ( Ca ) NA M ( Ca ) NA M ( Ca ) Reemplazando valores: Clave: A 2000g 23 átomos ( Ca ) * NCa = * 6  10 g mol 40 mol * NCa = 50  6  10 23 átomos → NCa * = 300  10 23 * NCa = 3  10 25 átomos ( Ca )  48g 23 átomos ( O ) * NO =  6  10 g mol 16 mol Resolución * NO = 3  6  10 23 átomos ( O ) → NO * = 18  10 23 átomos ( O ) * mmuestra NO nO = = Clave: A M(O) NA mmuestra * NO =  NA M(O)  * * mmuestra NNa NNa nNa = = → mmuestra =  M (Na ) M (Na ) N A N A Reemplazando datos: 54  10 23 átomos (Na )  g  Resolución mmuestra =   23  6  10 23 átomos  mol  * NNa = 54  10 23 átomos (Na ) mol mmuestra = 9  23 g (Na ) → m muestra = 207 g (Na ) Clave: B mmuestra = ? g  * mmuestra NHg m nHg = = → NHg * = muestra  N A M (Hg) NA M (Hg ) 2g átomos (Hg ) * NHg =  6  10 23 g mol 200 mol Resolución 1 * NHg =  6  10 23 átomos (Hg ) 100 1 * NHg = 2  6  10 23 átomos (Hg ) 10 * NHg = 6  10 21 átomos (Hg ) Clave: B mmuestra = 2 g (Hg) Resolución n Cu = 10 mol ( Cu ) n Zn = 20 mol ( Zn ) * NCr = 1,8  10 25 átomos ( Cr ) Resolución Resolución Resolución TAREA Resolución Resolución Resolución Resolución Resolución Resolución Resolución Resolución Resolución Resolución