Polilla. Masa, volumen, concentración

El mol es una de las unidades básicas del sistema de Si. ¿Qué es la masa molar? ¿Cómo calcular el volumen molar? ¿Cómo registrar la concentración molar?

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1. Mol. Definición

El nombre mole proviene de la palabra molécula. Un mol es la unidad de cantidad de materia y es la cantidad de una sustancia que contiene tantas moléculas como átomos hay en 12 g del isótopo de carbono 12C. En otras palabras, un mol es tantas piezas como átomos hay en 12 g de carbono 12C.

La elección del isótopo de carbono no fue una cuestión de azar. 12C también es la base para la definición de masa atómica. El mol es una de las unidades básicas del sistema de Si.

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2. ¿Qué es la constante de Avorgad?

Un mol contiene exactamente 6.02214076 × 1023 moléculas. Este número se llama número de Avogadro o constante de Avogadro y se denota NA.

En otras palabras, en 0.012 kg de 12C hay 6.022 × 1023 átomos del isótopo de carbono 12C. 1 mol de la sustancia contiene 6.02 × 1023 moléculas. Se puede comparar con una docena, que siempre contiene 12 elementos. Amadeo Avogadro fue un físico italiano y fundador de la ley de Avogadro.

El término "número de Avogadro" fue utilizado por primera vez en 1909 por Jean Baptiste Perrina, un físico francés y premio Nobel. Perrin definió el número de Avogadro como el número de moléculas en un gramo de oxígeno (entonces exactamente 32 g).

El número de Avogadro se utilizó como unidad para la cantidad de materia hasta octubre de 1971, cuando la XIV Conferencia General de Medidas introdujo el concepto de mol.

3. Masa molar

La masa de átomos, moléculas o iones, expresada en gramos, se llama masa molar. A menudo se confunde con el peso molecular, pero numéricamente igual a este valor.

La unidad SI para la masa molar es kg / mol, pero se expresa más comúnmente como la unidad derivada g / mol. Esto se debe a que la unidad g / mol es mucho más conveniente de usar porque la masa molar es numéricamente igual a la masa molar relativa y similar al valor del número de masa.

La masa molar se marca con el símbolo M. La masa molar de una sustancia se calcula sumando las masas molares de todos los átomos incluidos en la molécula.

Ejemplos de masas molares (valores aproximados):

  • para hidrógeno (H2): 0,002 kg / mol = 2 g / mol;
  • para agua (H2O): 0,018 kg / mol = 18 g / mol;
  • para potasio (K): 0,039 kg / mol = 39 g / mol.

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4. Volumen molar

El volumen molar es el volumen que ocupa un mol de una sustancia. La unidad SI para el volumen molar es m³ / mol.

El volumen molar se escribe de la siguiente manera:

Vm = V / n = M / p

Dónde: Vm - volumen molar V - el volumen de n moles de la sustancia M - masa molar (unidad: kg / mol, en la práctica se usa g / mol - ver más abajo), ρ - densidad (unidad: kg / m³).

El volumen molar se da en determinadas condiciones, normalmente en condiciones normales.

Fase condensada. Para líquidos y sólidos, los volúmenes molares a menudo se informan usando las subunidades más convenientes de cm³ / mol o dm³ / mol.

Por ejemplo, para agua 18 cm³ / mol = 0,018 dm³ / mol = 0,000018 m³ / mol. Fase gaseosa. Para gases y vapores (hay algunas reservas aquí), el volumen molar cambia aproximadamente linealmente con la temperatura. Este fenómeno está definido por la ecuación de Clapeyron:

Vm = V / n = RT / p

dónde: ρ - presión, R– (universal) constante de gas, T - temperatura.

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5. Concentración molar

La concentración molar, también llamada molaridad o molaridad, es una forma de expresar la concentración de sustancias en soluciones.

CB = n_B / V = ​​m_B / (M_B V)

Dónde:

CB - concentración molar del componente B nB - el número de moles del componente B V - el volumen de la solución mB - masa del componente B MB - masa molar del componente B.

Muy a menudo, la concentración molar se usa para soluciones líquidas. La concentración molar de la solución es el número de moles de la sustancia disuelta en 1 dm³ de la solución. Por ejemplo, una solución 5 molar contiene 5 moles de una sustancia disuelta en 1 litro de solución.

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