CLASE DE UNIDADES QUÍMICA DE MASA

CLASE DE UNIDADES QUÍMICA DE MASA

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  Química 2012 Clase Nº 7 Unidades Químicas de Masa Profesor: Antonio Huamán 1
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  Unidades Químicas deMasa (U.Q.M) Es el conjunto de unidades planteadas con la finalidad de expresar la masa de las sustancias y su relación con el número de partículas contenidas en ella (átomos, iones, moléculas, etc). El uso de estas unidades y otros términos relacionados se hace necesario porque es imposible determinar en forma directa la masa real de los átomos y las moléculas debido a sus dimensiones muy pequeñas y microscópicas. Unidad de Masa Atómica (u) Se define como la doceava parte de la masa de un átomo del isótopo de Carbono – 12, el cual es denominado átomo patrón, ya que es el átomo muy estable y el más abundante de los isótopos del carbono. 2
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  Equivalencia: 1uma = 1,66 x 10−24 g = 1,66 x 10−27 Kg Nota: La uma es la unidad utilizada para determinar la masa atómica promedio de los átomos de un elemento. Masa Atómica Promedio de un Elemento Sabemos que un elemento químico es una mezcla de isótopos, la mas atómica promedio de los elementos se calcula como un promedio ponderado de las masas de los isótopos (Masa isotópicas) y de sus correspondientes abundancias reactivas. Según el espectrómetro de masas: 3
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  Masa isotópica Isótopo A % Abundancia (uma) 35 35 34, 969 75, 77 % 17 C 37 37 36, 996 24,23 % 17 C M.A. ( C ) = ( 34,969 ) ( 75,77 ) + ( 36,996 ) ( 24,23 ) 100 M.A. ( C ) = 35,453 uma Significa: 1 átomo de Cloro (Cl ) tiene una masa en promedio 35,453 uma. Masa Atómica de un Elemento (M.A) Es la masa relativa de un elemento, que se obtiene comparando la masa atómica promedio de cualquier elemento con respecto a la doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12 (uma) 4
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  M.A ( E) M.A. ( E ) M.A. ( E ) = = 1 1uma ( Masa C − 12 ) 12  La masa atómica se encuentra en la tabla periódica y generalmente en un problema es dato.  A continuación presentamos algunas masas atómicas aproximadas de los elementos más importantes: ELEMENTO H C N O Na Al MASA 1 12 14 16 23 27 ATÓMICA Si P S Cl K Ca Fe 28 31 32 35,5 39 40 56 5
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  Masa Molecular (M ) Se define como la masa relativa de las moléculas de una sustancia. Se puede determinar sumando las masas atómicas relativas de los átomos que constituyen la molécula. Ejemplo: ∴ M H 2 O = 1( 16 ) + 2 ( 1) = 18 En general: M = ∑ M.A. ( E ) Otros ejemplos: M HNO = 1( 1) + 1( 14 ) + 3 ( 16 ) = 63 M H S = 2 ( 1) + 1( 32 ) = 34 3 2 M C H O = 6 ( 12 ) + 12 ( 1) + 6 ( 16 ) = 180 M N = 2 ( 14 ) = 28 6 12 6 2 6
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  Nota: Para compuestosiónicos se emplea la masa formula (M.F). Los compuestos iónicos no forman moléculas, se representan por su unidad fórmula. MFCaCO 3 = 1( 40 ) + 1( 12 ) + 3 ( 16 ) = 100 MFFe2 (SO 4 )3 = 2 ( 56 ) + 3 ( 32 ) + 12 ( 16 ) = 400 Concepto de Mol En el sistema S.I. el mol es la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas y otras partículas) como átomos hay exactamente en 12 gramos del isótopo de Carbono -12. El número real de átomos en 12g de Carbono – 12 se determina experimentalmente. El valor aceptado en la actualidad es: 1mol = 6,022045 * 1023 particulas 7
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  Este número sedenomina número de Avogadro, en honor del científico italiano Amadeo Avogadro. Por lo general, el número de Avogadro se redondea a 6.022 x 1023 Ejemplo:  1 mol de átomos Fe < > 6,022 x 1023 átomos de Fe  1 mol de molécula de H2O < > 6,022x1023 moléculas de H2O  1 mol de electrones < > 6,022 x 1023 electrones En forma practica: 1 mol de sustancia = 6 x 1023 partículas = 1 NA partícula NA: Número de Avogadro Átomo gramo (at-g) Es aquella cantidad de un elemento, que contiene exactamente 1 mol de átomos y su masa equivale numéricamente a su masa atómica, expresado en gramos 8
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  1 at-g (E)= M.A(E)g = 1mol de átomos (E) = 6,022 x 1023 átomos (E) E: Elemento químico Ejemplos:  1 at-g (C) = 12g = 1mol de átomos (C) = 6,022 x 1023 átomos (C) Interpretando:  1 at-g (Al) = 27g = 1mol de átomos (Al) = 6,022 x 1023 átomos (Al)  1 at-g (S) = …g = 1mol de átomos (S) = 6,022 x 1023 átomos (S)  3 at-g (Ca) = ….g = …mol de átomos (Ca) = …………… átomos (Ca) 9
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  Molécula gramo (mol-g) Esaquella cantidad de una sustancia covalente, que contiene exactamente 1 mol de moléculas y su masa equivale numéricamente a su masa molecular expresado en gramos. 1 mol-g(sust) = (sust)g = 6,022 x 1023 moléculas (sust) Ejemplos: 10
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  INTERPRETACIÓN DE UNAFÓRMULA QUÍMICA Toda fórmula química nos brinda información tanto en forma cualitativa como cuantitativa.  Información Cualitativa: Nos da a conocer los elementos que constituyen dicho compuesto y sus características importantes. Ejemplo:  Elementos: H, S y O H2SO4  Compuesto ternario  Es un ácido, tiene la propiedad de liberar H+  Información Cuantitativa: Nos da a conocer la cantidad de átomos de los elementos que constituyen un compuesto, esta información puede ser en forma de: #at – g, #mol – g, masa y composición centesimal. 11
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  A. Para unamolécula: g 3 átomos "H" 1 molecula   g 1 átomo "P " de H3PO 4  g 4 átomos " O " −−−−−−−−−−−−− Atomicidad = 8 átomos A. Para una mol de moléculas: ( M = 98)  g 2 at − g (H) = 2g  1mol − g H2SO 4  g 1 at − g (S) = 32g g 4 at − g (O) = 64g  −−−−−−−−−−−−− mTOTAL = 98 g 12