UNIDAD QUÍMICA DE MASA

UNIDADES QUÍMICAS DE MASA

INTRODUCCIÓN

En química es común hablar de ciertas unidades elementales de materia como átomo, molécula, ión, fotón, etc. pero un experimentador químico tratará de practicar o experimentar con un solo átomo, o una sola molécula o un solo ión. Definitivamente que no; es imposible y será inútil por el tamaño extremadamente pequeña que no se puede medir directamente por los instrumentos del laboratorio. Por el contrario tratar con cantidades mayores es más fácil y útil.

La unidad numérica de conteo en química en el Mol; pero antes de definir el mol, definiremos Masa Atómica, masa molecular, masa formula. Para medir la masa relativa de átomos y moléculas se utiliza una unidad de masa muy pequeña, llamada unidad de masa atómica (U.M.A.)

1 UMA = viene a ser la masa de la 1/12 parte del átomo de carbono -12, el isótopo ¹²C es el átomo patrón para determinar la escala de pesos atómicos.

Fórmula para Calcular el Peso Atómico Promedio de un Conjunto de Isótopos

            Donde :  A₁ ; A₂ ; ................ ; A_n = números de masa de los isótopos

                         a₁ ; a₂ ; ................. ; a_n = abundancia natural de los isótopos

                        Nota : a₁ + a₂ + a₃ + ................. + a_n  =  100

DEFINICIONES QUÍMICAS

Peso Atómico.- Es el peso promedio relativo y ponderado asignado a los átomos de un elemento y comparado con la unidad de masa atómica (UMA), el cual se define como la inversa del número de Avogadro el cual es expresado en gramos.

Ejm:

·            Elemento                              Þ       C   H  O   N   P     K      Fe    S    Ca  ….

·            Peso atómico (P. A)             Þ       12  1  16  14  31  39,1  55,8  32  40  ….

ÁTOMO – GRAMO (at-g).- El átomo gramo de un elemento es su peso atómico expresado en gramos.

                                               1 at-g_(E)  =  P.A._(E) ................... g     

                                                             1 at-g_(H)   =   1 g

                                                             1 at-g_(C)   =   12 g

                                                             1 at-g_(S)   =   32 g

Peso Molecular (M).- Es el peso promedio relativo y ponderado de las moléculas de una sustancia, siempre comparado, con el (UMA). El peso molecular se determina por la sumatoria de pesos atómicos de todo los átomos de la molécula.

Ejemplos :      

1.  O₂     ®  2(16)       =  32 u.m.a.

                     2.  H₂O  ®  2(1) + 16  =  18 u.m.a.

                     3.  CaSO₄ . 2 H₂O  ®  40 + 32 + 4(16) + 2(18)  =  172 u.m.a.

Mol.- Unidad de conteo de partículas que hace referencia a 6,023 x 10²³ partículas contables denominándose a este número el número de Avogadro.

1 mol partícula  =  6,023 x 10²³ partículas

                                                                             N^o Avogadro

Antiguamente a una mol de átomos se le denominaba átomo – gramo.

                    1 mol H₂O                  =     6,023 x 10²³ molécula H₂O

                    1 mol HNO₃      =     6,023 x 10²³ molécula HNO₃

              1 mol plomo     =     6,023 x 10²³ átomo Pb  =  1 at – g Pb

                    1 mol calcio     =     6,023 x 10²³ átomo Ca  =  1 at – g Ca

Mol – gramo (Mol-g).- Es el peso molecular de una sustancia expresado en gramos. Es la masa expresada en gramos de los 6,023 x 10²³ partículas de sustancia y se determina como el peso molecular de la sustancia expresada en gramos :

1 mol_x = M (g)

Ejm. :             18 g H₂O     ®     1 mol  H₂O     ®     6,023 x 10²³ moléculas H₂O

      1 mol-g H2 =  2 g

                                                1 mol-g H2S2 =  34 g

Volumen Molar.- Es el volumen que ocupa una mol de cualquier gas a determinadas condiciones de presión y temperatura. Si las condiciones son normales (p = 1 atm y t = 0º C) el volumen molar es 22,4 litros independiente de la naturaleza del gas.

Número de Átomo gramo (# at-g).-

               # at - g  =  W 
                               P.A.

Donde :  W = Peso  ;  P.A. = Peso atómico

Ejm. :  Determinar el número de at-g contenidos en 64 g de oxígeno.

Solución:                           # at-g = 64g.                       # at-g = 4
                                                      16g.

Número de Moles “n”.-

                                   n = W
                                         M

Donde :  W = Peso                M = Peso Molecular

Ejm. :  Determinar  el número de moles contenidos en 272 g de ácido sulfhídrico (H₂S)

Solución :

                      M (H2S2) =  34                   n = 272                    ®   n = 8    
                                                                        34    

*        Corolario : 1 mol de compuesto también se determinara por la suma de las moles de sus componentes.

 1 molécula N₂O₄  =  2 átomo N  +  4 átomo O

                                         1 mol N₂O₄  =  2 mol N  +  4 mol O

                                         1 mol N₂O₄  =  2 at – g N  +  4 at – g O

                                         1 mol N₂O₄  =  1 mol N₂  +  2mol O₂

PROBLEMAS RESUELTOS

1)   Determina que masa tiene un átomo-gramo de sodio P.A = 23.

Solución :

      

2)   ¿Cuántos átomos-gramos de calcio hay en 240g de ese elemento? P.A._(Ca) = 40

Solución :

     

3)   Calcula el peso molecular del compuesto AgCl.  P.A._(Ag) = 108 ; P.A._(Cl) = 35,5

Solución :

4)   Halla la masa molecular del compuesto HNO₃.

P.A. (H) = 1; P.A(N) = 14 : P.A.(O) =16

Solución :

     

5)   Determina la masa de 1(mol-g) de agua.

Solución :

6)   ¿Cuántos átomos tiene 5g de hidrógeno?

Solución :

 

FUNCIONES QUÍMICAS

FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS

       Valencia.- El término valencia deriva de “valentia” o “vigor” indica capacidad de combinación.

       Su definición es un poco ambigüa, porque en forma practica significa:

       Los electrones de valencia.

       Los electrones desapareados del último subnivel.

       Los enlaces covalentes que pueda formar.

       Los enlaces que se puedan formar con el hidrógeno, ………

Ejemplo:

       Hallar las valencias del nitrógeno.

Solución:

       ₇N: 1s² 2s² 2p³
          # de e- de valencia = 5   
          #orbitales desapareados = 3

        # de enlaces con el hidrógeno = 3 y 4

       Valencias (N): 3, 4, 5

      

   Estados de Oxidación (E.O.).- Indica la carga real (enlace iónico) o aparente (enlace covalente) de un elemento cuando forma un enlace.

   Generalmente se cumple:              Valencia = |E.O|

Estados de Oxidación de los Principales Elementos

     

Regla para Calcular los Números de Oxidación (E. O.)

a)     El E. O. del oxígeno es -2

b)     El E. O. del hidrógeno es +1

c)     El E. O. de cualquier elemento libre es cero.

d)     Los elementos del grupo IA y IIA tienen E. O. = +1 y +2 respectivamente.

Ejemplos :      

(H₃⁺¹P^xO₄^-2)⁰     Þ  3(+1) +1( x) – 4(-2)  = 0  Þ 3 + x – 8=  0  Þ  x – 5  =  0  Þ        x = +5

NOMENCLATURA

       Para nombrar los compuestos químicos inorgánicos se siguen las normas de la IUPAC (unión internacional de química pura y aplicada). Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para los compuestos inorgánicos, la sistemática, la nomenclatura de stock y la nomenclatura tradicional.

Nomenclatura Sistemática

      Para nombrar compuestos químicos según esta nomenclatura se utilizan los prefijos: MONO_, DI_, TRI_, TETRA_, PENTA_, HEXA_, HEPTA_ ...

Cl₂O₃     Trióxido de dicloro

I₂O      Monóxido de diodo

Nomenclatura de Stock

       En este tipo de nomenclatura, cuando el elemento que forma el compuesto tiene más de una valencia, ésta se indica al final, en números romanos y entre paréntesis:

Fe(OH)₂ Hidróxido de hierro (II)

Fe(OH)₃ Hidróxido de hierro (III)

Nomenclatura Clásica

       En esta nomenclatura para poder distinguir con qué valencia funcionan los elementos en ese compuesto se utilizan una serie de prefijos y sufijos:

		3 E.O	4 E.O	Hipo_  _oso	E.O Mínima E.O Menor  E.O Mayor  E.O Máxima
	2 E.O			_oso
1 E.O				_ico
				Per_    _ico

Función Óxido:        

Elemento + Oxígeno ® Óxido

Fórmula General:   E^+x  +  O^-2  ®  E₂O_x

1.      Óxido Básico:

Metal  +  Oxígeno  ®  Óxido Básico

Terminación	E.O
….oso	Menor
…ico	Mayor

Y      Nombrar el producto: Pb(2, 4)   ;    Fe(2, 3)    ;    Cu(1, 2)

§   Pb⁺²      +      O^-2     ®    Pb₂O₂          ®         PbO (Óxido Plumboso)

§   Fe⁺³      +      O^-2       ®    Fe₂O₃ (Óxido Férrico)

§   Cu⁺¹      +      O^-2       ®    Cu₂O (Óxido Cúprico)

Y      Formular los óxidos básicos: K(1)    ;    Ni(2, 3)   ;    Au(1, 3)

§   Óxido de Potasio       :      K⁺¹ + O^-2      ®         K₂O

§   Óxido Niqueloso        :      Ni⁺² + O^-2    ®         Ni₂O₂     ®         NiO

§   Óxido Aúrico            :      Au⁺³ + O^-2    ®         Au₂O₃

_{Más ejemplos:} 

2.     Óxido ácido ó anhídrido:

  

No Metal  +  Oxígeno  ®  Anhídrido

El siguiente cuadro nos muestra la nomenclatura de estos óxidos ácidos o anhídridos, según la valencia del no metal.

Caso	Valencia	Nombre Genérico	Prefijo	Nombre (raíz) del elemento	Sufijo
Con 1 valencia	Única	Anhídrido	-	Elemento	Ico
Con 2 valencias	Menor	Anhídrido	-	Elemento	Oso
	Mayor	Anhídrido	-	Elemento	Ico
Con 3 valencias	Menor	Anhídrido	Hipo	Elemento	Oso
	Intermedio	Anhídrido	-	Elemento	Oso
	Mayor	Anhídrido	-	Elemento	Ico
Con 4 valencias	Menor	Anhídrido	Hipo	Elemento	Oso
	Menor intermedio	Anhídrido	-	Elemento	Oso
	Mayor intermedio	Anhídrido	-	Elemento	Ico
	Mayor (7)	Anhídrido	Per	Elemento	Ico

Ejemplo :              El carbono posee 2 valencias (2, 4)

                           Þ         C ⁺²    O ^-2  Þ  CO          Anhídrido Carbonoso

                           Þ         C ⁺⁴    O ^-2  Þ  CO₂        Anhídrido Carbónico

v  S (2, 4, 6)

S⁺⁴  +  O^-2  à  S₂O₄       à   SO₂

(Anhídrido Sulfuroso)

v  Cl (1, 3, 5, 7)

Cl⁺⁷   +  O^-2   à   Cl₂O₇

                        (Anhídrido Perclórico)

v  N (1, 3, 5)

N⁺⁵  0^-2     à   N₂O₃

_{Más ejemplos:}

 

Para ver Práctica clic Aquí

FUNCIÓN HIDRÓXIDOS

Base.acido