Concepto de mol. Número de Avogadro
Concepto de mol
La unidad empleada por los químicos para expresar el peso de los átomos es el equivalente a un número muy grande de partículas y recibe el nombre de mol. De acuerdo con el Sistema Internacional, el mol se define como la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades (átomos, moléculas, iones?) como el número de átomos existentes en 0,012 kg de carbono-12 puro.
Numerosos experimentos han llevado a los químicos a deducir que:
Esa cantidad, que suele redondearse a 6,022 · 1023, se denomina constante o número de Avogadro, en honor al científico italiano Amedeo Avogadro (1776-1856).
La unidad de mol se refiere a un número fijo de «entidades» cuya identidad se debe especificar, indicando si se refiere a un mol de átomos, de moléculas o de otras partículas. Así:- El helio es monoatómico:
1 mol de He = 6,022 · 1023 átomos de He.
- El hidrógeno es diatómico:
1 mol de H2 = 1 mol = 6,022 × 1023 moléculas de H2.1 mol de H2 = 2 × 6,022 × 1023 = 12,044 · 1023 átomos de H.
Compuestos de azufre: trióxido de azufre (SO) y ácido sulfúrico (HSO).
El mol y las masas atómicas
Cualquier tipo de átomo o molécula tiene una masa característica y definida. Como el mol se define como el número de átomos que hay en 0,012 kg (12 g) de carbono-12, se entiende que la masa en gramos de un mol de átomos de un elemento es numéricamente igual al peso atómico, en unidades de masa atómica de dicho elemento. En la tabla siguiente se ilustra esta teoría con ejemplos:
| Elemento | Masa atómica | Masa muestra | Contiene |
| Aluminio (Al) | 26,98 | 26,98 | 6,022 × 1023 átomos de aluminio o un mol de átomos de aluminio |
| Hierro (Fe) | 55,85 | 55,85 | >6,022 × 1023 átomos de hierro o un mol de átomos de hierro |
| Oro (Au) | 196,97 | 196,97 | 6,022 × 1023 átomos de oro o un mol de átomos de oro |
El mol y las masas moleculares
La masa molecular de una sustancia es la suma de las masas atómicas de los elementos que intervienen en la fórmula, multiplicados cada uno por el número de veces en que se encuentra. La masa en gramos de un mol de moléculas es numéricamente igual a esa masa fórmula. En la tabla adjunta se exponen algunos ejemplos:
| Compuesto | Masa molar | Contiene |
| Agua (H2O) | 18,0 g | 6,022 × 1023 moléculas de agua 6,022 × 1023 átomos de oxígeno 12,044 × 1023 átomos de hidrógeno |
| Trióxido de azufre (SO3) | 80,06 g | 6,022 × 1023 moléculas de trióxido de azufre 6,022 × 1023 átomos de azufre 18,066 × 1023 átomos de oxígeno |
| Tricloruro de hierro (FeCl3) | 162,35 g | 6,022 × 1023 moléculas de tricloruro de hierro 6,022 × 1023 átomos de hierro 18,066 × 1023 átomos de cloro |
El número de Avogadro
Moles de algunos elementos.
Para comprender su magnitud puede mencionarse:
- El número de bolas de 15 cm de diámetro que podrían obtenerse a partir del globo terrestre sería aproximadamente igual al número de Avogadro.
- Un número de libros igual al número de Avogadro, repartido entre 40 millones de españoles, haría corresponder a cada español 1,5 × 10 16 libros. Repartido entre todos los habitantes de la Tierra (unos 5.000 millones), tocaríamos a 1,2 × 10 14 libros.
Notación exponencial
Cuando hay que manejar cifras muy grandes o muy pequeñas, con gran cantidad de ceros, es habitual emplear la notación exponencial o, lo que es lo mismo, en vez de escribir todos los ceros se expresa el número como una base elevada a un exponente. Pueden existir dos situaciones:
· Cuando el exponente es positivo (10n), la cifra equivale a escribir un 1 seguido de n ceros. Por ejemplo, 102 es lo mismo que 100.
· Cuando el exponente es negativo (10-n), n indica el número de ceros que anteceden al 1, considerándose como entero el primer cero y poniéndose la coma a continuación de éste. Por ejemplo, 10-2 es lo mismo que 0,01.