¿ Qué es un Mol ? Definición de mol, ejemplos y ejercicios

A un cierto punto en el estudio de la química, llegamos a la definición de mol, y nos explican qué es un mol:

«Es la cantidad de sustancia pura que contiene el mismo número de unidades formula como átomos hay en 12 gramos de carbono-12: es decir, 6.022 X 10 ²³»

Y muchas veces uno no entiende exactamente que es lo que quiere decir eso y la duda queda ahi. ¿ Qué es un mol ?

Iniciemos con algunos ejemplos:

¿como le llamas a un conjunto de 12 huevos? – Docena

¿y a 2 objetos? – Par

¿y a 6.022 X 10 ²³ moléculas de agua? – ¡Mol!

Bien, ya entendimos qué es un Mol. Un mol es un conjunto de entidades elementales, compuesto por 6.022 X 10²³ unidades. Ten en cuenta que serian 602200000000000000000000 moléculas.

¿ como se ha llegado a un numero tan grande para definir un mol ?

Se ha considerado el atomo de carbono-12, que es el isotopo de referencia que los químicos utilizamos para definir la masa atomica relativa. Analogamente se utiliza el carbono-12 para definir el mol.

En 12g (gramos) de carbono-12, hay 6.022 X 10 ²³ átomos.

De aquí, podemos notar inmediatamente la importancia del mol, ya que de una unidad macroscopica (un dato en gramos), podemos saber exactamente a cuantos átomos corresponde. Un lector atento seguramente habrá notado que anteriormente he hecho referencia a moléculas, y ahora a átomos. Re-formulemos entonces la definición de mol.

¿ qué es un mol ?

Un mol es la unidad de medida (en el Sistema Internacional) de la cantidad de sustancia y expresa el numero de entidades elementales (es decir, según el contexto en el que lo estemos utilizando, puede representar el numero de átomos, de moléculas, iones). Dicha unidad (el mol) corresponde a 6.022 X 10 ²³, que representa la cantidad de átomos presentes en 12g de carbono-12. El numero en si (6.022 X 10 ²³) es conocido como «Numero de Avogadro» (o constante de Avogadro).

¿Como ha llegado Avogadro a establecer que en un átomo de carbono-12 existen 6.022 X 10 ²³ átomos?

Para convertir una u.m.a (unidad de masa atomica) en gramos, es necesario multiplicar la masa atomica relativa del atomo x 1.67 10-24 g/uma

Entonces:

12g : (12 uma/atomo x 1.67 10-24 g/uma) =  6.022 X 10 ²³

Observando esta formula, se puede también deducir que 1 mol, corresponde numericamente a la masa relativa expresada en gramos.

Ejemplo: ¿A cuantos gramos corresponde 1 mol de H2?

Masa molecular relativa del H2 = 1,01 uma x 2 = 2,02 uma

Recordando la deducción hecha anteriormente:

2,02 uma = 1 mol de H2 = 2,02 gramos =  6.022 X 10 ²³ moléculas de H2. Es decir, a 1 mol de H2, corresponden 2,02 gramos (que a su vez, corresponde numericamente a la masa molecular expresada en gramos. De hecho la masa molecular es 2,02 u.m.a)

¿Y si quisiéramos saber cuantos átomos componen ese mol de H2? Es suficiente multiplicar  6.022 X 10 ²³ x 2, ya que la molécula de H2 esta formada por 2 átomos de H.

Para los cálculos estequiometricos, será oportuno utilizar como unidad de medida «g/mol» en lugar de la u.m.a

Otro ejemplo:

¿A cuantos gramos corresponde 1 mol de agua?

Masa Molecular del H2O = 2 x (1,01g/mol) + 16g/mol  = 18,02g/mol

18,02 g/mol x 1 mol = 18,02g

¿Y 0,8 mol?

18,02g/mol x 0,8 mol = 14,41g

La formula general es la siguiente:

n = masa (en gramos) : masa atomica (o molecular)

que es un mol

Otro ejercicio:

¿A cuántos moles corresponden 10,00g de Cu?

Masa atomica del Cu = 63,55 g/mol

Usamos la formula general (n = m/M.A)

n = 10,00/63,55 = 0.1573 mol

Curiosidades

Se le llama numero de Avogadro (al 6.022 X 10 ²³) en honor al científico italiano de principios del siglo XIX Amedeo Avogadro.

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