CIENCIAS
III
Determinen la masa molar del oxígeno libre (O2) en sus cuadernos. Para ello:
Al igual que el hidrógeno, la molécula del nitrógeno libre (N2) tiene dos átomos de nitrógeno. ¿Cómo calculamos entonces la masa molar del nitrógeno molecular? Muy sencillo: Número de moléculas de nitrógeno en 1 mol
2 x 14 = 28 uma 6.02 x 1023 moléculas de nitrógeno
1. RM La masa atómica del oxígeno es 16 uma.
Masa de 1 mol de moléculas de nitrógeno
28 g
2. RM La masa molecular del oxígeno es 2 x 16 = 32 uma.
Masa molecular del nitrógeno (N2)
Observen en los ejemplos que la masa molar siempre es igual que la masa atómica, o la masa molecular, pero expresada en gramos. También adviertan que un mol (de lo que sea) siempre contiene 6.02 x 1023 objetos.
3. RM Si la masa molecular del oxígeno es 32, la masa molar sería 32 gramos.
Un mol, entonces, es equivalente a: • 6.023 × 1023 moléculas de la misma sustancia. • La masa atómica, en gramos, si se trata de un elemento. • La masa molecular, en gramos, de una molécula de un elemento o de un compuesto determinado. Determinen la masa molar del oxígeno libre (O2) en sus cuadernos. Para ello: 1. Consulten en su tabla periódica la masa atómica del oxígeno, y anótenla con su unidad. 2. Obtengan la masa molecular del O2 de manera similar a como lo hicieron con los “compuestos” de la Actividad DOS. 3. Expresen esta cantidad en gramos para obtener la masa molar. 4. ¿Cuántas moléculas hay en un mol de O2? Intercambien sus opiniones sobre: • ¿Tiene sentido hablar de uno o varios moles de seres humanos? Argumenten su respuesta.
Vínculo entre Secuencias Revisa los conceptos de masa atómica y de la unidad de masa atómica (uma) en la Secuencia 10: ¿Cómo clasificar los elementos químicos? Recuerda cómo consultar el número atómico de cada elemento repasando la Secuencia 12: ¿Para qué sirve la tabla periódica?
Lo que aprendimos Resuelvo el problema “En un programa de divulgación científica que se transmite en la radio preguntan sobre el número de moléculas de agua pura a 5 °C contenidas en 18 ml. A quien responda correctamente le darán como premio una calculadora científica. Para ganarte el premio, ¿cómo calcularías esa cantidad, puesto que no se pueden contar directamente? Argumenta tu respuesta empleando el concepto de mol”. Resuelve el problema en tu cuaderno. Para ello: 1. Consulta en la tabla periódica las masas atómicas del hidrógeno y del oxígeno, respectivamente. 2. Determina la masa molecular del agua (H2O). 3. Obtén la masa molar del agua expresando su masa molecular en gramos. 4. Considera que 1 g de agua pura (a 5°C y 1 atm de presión atmosférica) corresponde a 1 ml, por lo cual 18 g equivalen a 18 ml.
Cuando tomas un par de tragos de agua estás ingiriendo, aproximadamente 18 ml de este líquido. 67
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Lo que aprendimos Resuelvo el problema Resuelve el problema en tu cuaderno. Para ello: 1. RM El número atómico del hidrógeno es 1, y el del oxígeno es 16. 2. RM La masa molecular del agua se calcula considerando que la molécula tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Tenemos entonces: (2 x 1) + (1 x 16) = 2 + 16 = 18 uma. 3. RM Como la masa molecular es 18, la masa molar son 18 g. 4. RM 18 g equivalen a 18 ml de agua pura.
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Comente a los alumnos que en la Secuencia 10 se abordó la noción de masa atómica conforme a la clasificación y estandarización de los elementos químicos en la tabla periódica, y se narran los avances logrados por Canizzaro y, posteriormente, por Mendeleiev. Recuérdeles que la unidad de masa atómica se define como la duodécima parte de la masa del átomo de carbono, y es la unidad en la que se expresan las masas atómicas de los elementos y las masas moleculares de las moléculas. En la Secuencia 12 se muestra cómo manejar la tabla periódica y dónde consultar los números atómicos. Se sugiere recordar a los estudiantes que los elementos se organizan en la tabla periódica, precisamente con base en su número atómico.
4. Puede hacer la observación de que en el caso del oxígeno, un mol de moléculas tendrían una masa igual a su masa molar, esto es, 32 g. RM Hay el número de Avogadro, es decir 6.02 x 1023 moléculas de oxígeno. Intercambien sus opiniones sobre: • Usamos diferentes unidades de medida dependiendo de lo que queremos medir. Por ejemplo, en nuestra cocina o en una tienda, una docena de huevos resulta una unidad práctica; para medir lápices o tornillos, se utiliza una gruesa; mientras que para medir hojas, se utiliza una resma. Ninguna de estas unidades podría utilizarse para medir átomos, pues éstos son tan pequeños que sería imposible medir una docena de ellos en el laboratorio. Los químicos han escogido el mol como unidad para contar átomos tal como se usan la docena, la resma o la gruesa para contar objetos: 1 docena = 12 objetos; 1 gruesa = 144 objetos; 1 resma = 500 objetos; 1 mol = 6.022 X 1023 objetos. Así como los átomos no pueden contarse en docenas, sería impráctico contar a los seres humanos en moles, ya que este sólo se usa para partículas tan pequeñas como átomos o moléculas. Sin embargo, sí tiene sentido en cuanto a que el mol es una unidad de medida. RM Sí tiene sentido, porque el mol nos indica un grupo de objetos, sólo que es un grupo extremadamente numeroso. Un mol de personas serían 6.02 x 1023 personas, un mol de granos de arena serían 6.02 x 1023 granos, y así sucesivamente. Ahora bien, usar la unidad mol para contar seres humanos no es muy conveniente desde el punto de vista práctico.
Li b r o p ara e l maestro
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