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miércoles, 11 de noviembre de 2015

¿Que es un Mol?



Si no habeis estudiado quimica, posiblemente os suene a chino esa palabreja pero si la habeis estudiado, o si la estais estudiando ahora, seguro que la conoceis.  La dichosa palabreja os habra causado a mas de uno algun suspenso, por no hablar de los quebraderos de cabeza para estudiarselo, o de los padres para intentar ayudar a sus hijos a la hora de estudiar.


Para todos aquellos que esteis estudiando quimica ( O para los padres que intenten echar una mano a los que la estudian) voy a intentar ayudar a que entendais que es un Mol de forma simple, para que sirve, y como se hacen los problemas de quimica mas frecuentes.



Imaginad que queremos conseguir 12 unidades de algo. 12 patatas, 12 huevos, 12 coches, o doe lo que sea. Pues cuando los pedimos, normalmente usamos un nombre concreto para expresar esa cantidad: Una docena.  Si tu pides una docena de lo que sea, te dan doce de ese algo. Si pides media docena, te dan seis.


Pues bien, ahora imaginar que intentamos conseguir 4 unidades de algo.  4 ordenadores, por ejemplo. Pues imaginad que a esa cantidad concreta, le damos un nombre: Mol.  Asi, cuando digamos "dame un mol de croquetas" nos daran 4 croquetas. Cuando digamos "dame un mol de telefonos" nos daran 4 telefonos.  Y cuando digamos "dame un Mol de atomos de oxigeno" nos daran cuatro atomos de oxigeno.


¿Hasta aqui bien?  Pues lo unico que hay que cambiar es el numero. Un mol de algo son aproximadamente 602200000000000000000000 unidades de ese algo (si no me he equivocado y he pulsado algun cero de mas o de menos ;) )   Si pedimos un mol de  sillas, nos daran 602200000000000000000000 sillas.  Y un mol (de atomos) de nitrogeno, son 602200000000000000000000 atomos de nitrogeno. Un  mol (de atomos) de cloro, son 602200000000000000000000 atomos de cloro. Y asi sucesivamente.


Nota importante: pongo entre parentesis (atomos de)  porque cuando pedimos un mol de algun elemento o sustancia, nos referimos a numero de atomos o de moleculas, aunque muchas veces se suela saltar esa parte. Asi si pedimos un mol de agua, cada molecula tiene 2 atomos de hidrogeno y uno de oxigeno, y pedimos 602200000000000000000000 moleculas de esas.



Pues bien, como resulta que escribir tantos ceros es un coñazo (bendito corta y pega), en ciencia se usa una forma un poco particular para escribirla: 6,022 x 10 elevado a 23.

Eso solo significa que cogemos 6,022 y le ponemos 23 ceros detras. (los tres primeros se usarian en quitar las decimales).   Si estuviese elevado a 43, le pondriamos 43 ceros.



Asi que ya sabemos que es un mol de lo que sea. 602200000000000000000000 ( o 6,022 x10 elevado a 23) unidades de ese lo que sea.




SEGUNDA PARTE: ¿Como se resuelven los problemas mas normales de quimica que usan moles?

TIPO 1

Volvamos al ejemplo inicial, y imaginemos que un mol es simplemente 4 de algo. Ya sabemos cuanto es de verdad, pero para simplificar.


Ahora imaginemos que sabemos exactamente la mejor receta de unos huevos con patatas fritas y chorizo:  exactamente 1 patata, 2 huevos, y 4 chorizos.


Pues imaginad que nos dicen: "Tenemos un mol de huevos. ¿Cuantos moles de chorizo y de patatas necesitamos para hacer el plato?"  La respuesta es simple:  Se necesitan el doble de chorizo y la mitad de patatas.  es decir 0,5 moles de patata, y 2 de chorizo.   

Y ahora, nos acordamos de que cada mol (en nuestro ejemplo) son 4 de lo que sea y fuera

Imaginad que nos dicen "tenemos  6 moles de chorizo"  Pues harian falta 3 moles de chorizo y uno y medio de patata.



Ahora con un ejemplo de verdad:  la formula del acido sulfurico  es H2 S O4    es decir: dos atomos de hidrogeno (H), uno de azufre (S), y 4 de oxigeno (O=.

Recordemos que un mol son 602200000000000000000000   (6,022 x 10 elevado a 23) atomos.

Pues imaginad que nos dicen:  Tenemos 1 MOL de azufre. ¿cuantos ATOMOS de oxigeno y cuantos de hidrogeno necesitamos? Pues simple: De hidrogeno, el doble: Es decir 1204400000000000000000000 atomos de hidrogeno.   Y de zufre el cuadruple  2408800000000000000000000 atomos de oxigeno.

¿Facil verdad?


AHORA VIENE LO COMPLICADO.

Como vereis, todo esto solo tiene un pequeño problema: Ponte tu a coger atomos sueltos, a ver si eres capaz. (Por no hablar de ponerse a contar uno a uno hasta esas cantidades...)  En el laboratorio, tenemos que trabajar con medidas que se puedan usar. Normalmente los materiales se cogen al peso.


Asi que la pregunta es: ¿Cuanto pesa un mol de atomos? Pues depende de cada elemento. Y ese dato viene en la tabla periodica  Aqui teneis el enlace a una muy buena: http://www.ptable.com/?lang=es


Teneis que buscar el peso atomico. Os dejo aqui el azufre, el hidrogeno y el oxigeno.







Cojamos el peso atomico del hidrogeno. Es el primer numero (1,00797) Pues ese numero significa que en un mol de hidrogeno (6,00220000000000000000000 atomos) pesan 1,00797 gramos.
 Para simplificar, 1 gramo.  

Es decir, que cuando queramos coger un mol de atomos de hidrogeno, podemos ponernos a contar uno por uno los atomos hasta llegar a los 6,022 x 10 elevado a 23, o coger directamente un gramo, y sabemos que ahi esta exactamente esa cantidad.

Con el azufre, lo mismo, pero esta los atomos son "mas gordos" y si cogemos exactamente esa cantidad de atomos, pesan mas. Concretamente 32, 064 gramos (32 simplificando)

Y con el oxigeno, lo mismo: un mol de atomos de oxigeno, pesa 16 gramos. (simplificamos para arriba, porque esta muy cerca de 16, no de 15)



Ahora bien, los problemas de clase.


Imaginad que nos dicen:  "tenemos 16 gramos de azufre. ¿Cuantos gramos de hidrogeno y de oxigeno necesitamos para hacer acido sulfurico?"

recordad que el acido sulfurico es H2 S O4.

Lo primero lo pasamos a moles, ya que en las formulas trabajamos con cantidades.  (en el ejemplo de los huevos con chorizo: En las recetas siempre poniamos patatas y chorizos enteros, da igual que estuviesen mas o menos gordos)

Un mol de azufre son 32  gramos, asi que 16 gramos son 0,5 moles.


Segundo, vemos cuantos moles del resto hacen falta
. Si tenemos medio mold e azufre, necesitaremos el doble de hidrogeno (un mol) y el cuadruple de oxigeno (dos moles)

Tercero, pasamos esos moles a gramos:  un mol de hidrogenoes 1 gramo, y 2 de oxigeno son 32 gramos de oxigeno.


¿Facil verdad?


Pues ahora os propongo uno  para que lo hagais solos:  Si tenemos 48 gramos de oxigeno... ¿cuantos moles de hidrogeno necesito para formar agua? ¿cuantos gramos de hidrogeno serian?


Si os sale, coged cualquier otra formula y seguid practicando. El sistema es siempre el mismo.



¡ Vereis como no se os resiste el proximo examen!







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