Pesos atómicos Ejercicio

Pesos atómicos

Un átomo es la partícula fundamental de un elemento que contiene todas las propiedades químicas de este.  Los elementos y sus átomos se representan con símbolos tanto para el elemento como para el átomo. Así el Na representa   el elemento sodio o el átomo de sodio.  Muchas sustancias están constituidas por partículas que son un conjunto  de dos o más átomos fuertemente unidos entre si y se conocen como moléculas.  

Una molécula es la partícula fundamental de un compuesto que conserva todas las características químicas de esa sustancia.  Así, la molécula de agua, H2O, está formada por dos  átomos de hidrogeno y un átomo de oxígeno.

Ejercicio

1.-Cuantos átomos de cada elemento hay en cada molécula de:

a) azúcar, C12H22O11

b) butano, C4H10

Solución.-  Los subíndices de las formulas indican el número de átomos de cada elemento que está  presente en este compuesto, Así:

1. En una molécula de azúcar existen: 12 átomos de C,  22 átomos de hidrogeno y 11 átomos de O.
2. Una molécula de butano está formado por 4 átomos de C y 10 de H.

Masa atómica promedio

La mayor parte de los elementos presentes en la Naturaleza son mezclas de isotopos y cada uno de ellos tiene su masa atómica particular.  En la tabla periódica  se pueda observar que cada elemento tiene una masa atómica promedio llamada también peso atómico.  El peso atómico, término de uso común es realmente el promedio de las masas de los isotopos de un elemento en particular.

El peso atómico de un elemento se puede determinar a partir de las masas atómicas de sus isotopos y de sus abundantes relativas.  Así:

Masa atómica promedio =  ma%a   +  mb%b     +  Mn%n

                                                                       100          

La uma es la unidad patrón que se emplea para determinar la cantidad de sustancia y corresponde a la doceava parte de la masa del átomo de carbono.

Ejercicio

En la tierra se encuentran tres isotopos del silicio: 28Si (92,21 %), 29Si (4,70 %) y 30Si( 3,09%), cuyas masas son 27,97693 uma; 28,97659 uma, y 29,97376 uma, respectivamente.

1. Calcule  la masa atómica  promedio ( es decir, el peso atómico) del silicio
2. ¿Cuál es su masa atómica expresada en gramos?

Solución

Peso atómico= (27,97693uma)(92,21%)+(28,97659uma)(4,70%)+(29,97376 uma)(3,09%)

                                        100 %

Peso atómico =  28,085 uma

b)1 uma = 1,66054 x10 -24 g

28,085 uma x 1,66054x10-24 g  =  4,67x10-23 g

                                  1 uma

Peso formular o peso molecular

Para cualquier sustancia el peso formular es la suma de los pesos atómicos de cada uno de los átomos de su fórmula química.   Cuando la sustancia es molecular, el peso formular se llama peso molecular.   Si una sustancia es iónica como el Cloruro de sodio, NaCl, no es correcto hablar de peso molecular, pero sí de peso formular.

Determinar el peso formular de C6H12O6 (Glucosa), NaCl, (Cloruro de sodio), Ca(NO3)2 (Nitrato de calcio)

Solución:

a)

6 átomos de    C = 6 (12 uma)        =        72 uma

12 átomos de H = 12 (1,0 uma)        =        12 uma

6 átomos de   O = 6(16,0 uma)        =        96 uma

                                        180 uma

b) Para el compuesto NaCl, tenemos:

1 átomos de    Na = 1(23 uma)        =        23 uma

1 átomos de   Cl = 1 (35,5 uma)        =        35,45 uma

                                        58,45 uma

c) Si una formula química tiene paréntesis, el subíndice que está afuera del paréntesis multiplicado todos los átomos que están adentro.  En el caso de Ca (NO3)2 tenemos:

1 átomos de    Ca = 1 (40,0 uma)=        40 uma

2 átomos de N = 2 (14,0 uma)        =        28 uma

6 átomos de   O = 6(16,0 uma)        =        96 uma

                                        164, uma

EJERCICIOS

1.- Cuantos  átomos de cada elemento hay en la molécula de

a) Glucosa C6H12O6 b) acetileno C2H2 c) Ácido Sulfúrico H2SO4

2.-Hay dos isotopos de Litio en la naturaleza: el isotopo 6Li (7,42%) que tiene una masa de 6,01515 uma y el isotopo 7Li (92,58%), que tiene un masa de 7,0160 uma. Determine:

a) La masa atómica promedio, es decir su peso atómico

b) Su masa atómica expresada en gramos

3.-Determine el peso formular de a) Dióxido de Silicio SiO2, b) sulfato de sodio Na2SO4, dicromato de potasio K2Cr2O7.

El mol y número de Avogadro

El mol es una unidad fundamental SI  de cantidad de sustancia.  Se define como la cantidad de materia que contiene, el número de Avogadro de cualquier especie. Estas especies pueden ser átomos, iones, moléculas o cualquier otro tipo de partícula.  Los átomos no podemos contar, pero igual podemos saber cuántos hay.  Yo puedo pedir 10 naranjas y puedo contar, pero no puedo pedir 1000 granos de frejol o de arroz pero si en libras.

Los científicos determinaron que el número de átomos que hay en 12 g de 12C es de 6,0221367x1023.  Este número recibe el nombre de número de Avogadro en honor a Amadeo Avogadro.

El sodio está formado únicamente por átomos de sodio.  Su símbolo es Na. Su masa atómica promedio es 23.  23 gramos de sodio contienen 6,02x1023 átomos de sodio, o un mol de átomos de sodio. El yodo está formado por moléculas de yodo su fórmula es I2, su masa formular es 254. 254 gramos de yodo contiene 6,02x1023moleculas  de yodo, o un mol de moléculas de yodo. El agua está formada por moléculas de agua su fórmula es H2O. Su masa formular es 18, un vaso contiene 18 gramos de agua o 6,02x1023 moléculas de agua, o una mol de moléculas de agua.

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