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CAPÍTULO 3
TALLER
DE QUÍMICA
PARA LAS CARRERAS DE
INGENIERÍA
2020
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LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
METALES
NO METALES
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
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10 Å
1 Å (Angstrom) = 0,00000001 cm
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
ÁTOMOS: FORMA, TAMAÑO Y MASA
Masas de los átomos: fuera del rango de medición de una balanza
10 Å
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Hipótesis de Avogadro
Amedeo Avogadro(1776-1856)
1811: “Volúmenes iguales de gases diferentes, a la
misma presión y temperatura, contienen el mismo
número de moléculas.”
masa de 1 L de Ne = 0,83 g
masa de 1 L de He = 0,16 gA presión normal
y 25 ºC
Balón para pesar gases
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10 Å
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Hipótesis de Avogadro
Amedeo Avogadro(1776-1856)
1811: “Volúmenes iguales de gases diferentes, a la
misma presión y temperatura, contienen el mismo
número de moléculas.”
masa de 1 L de Ne = 0,83 g
masa de 1 L de He = 0,16 gA presión normal
y 25 ºC
masa de N átomos Ne masa de N átomos He
=N masa de 1 átomo HeN masa de 1 átomo Ne 0,83 g
0,16 g= 5,2
masa de 1 átomo Hemasa de 1 átomo Ne
=
= 5,2 masa atómica relativa (MAR) del Ne respecto del He
Adimensional (no tiene unidades)
N átomos Ne
N átomos He
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
masas atómicas: m(H) m(C) m(Mg)
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
1 átomo
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)masas atómicas:
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)
1 átomo
masas atómicas:
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
1 átomo
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)masas atómicas:
1 átomo 12 átomos
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
m(C) = 12 m(H) = 12m(C)m(H)
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)
masas atómicas:
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)masas atómicas:
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)
1 átomo
masas atómicas:
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)
1 átomo
masas atómicas:
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)
1 átomo
masas atómicas:
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)
1 átomo 2 átomos
m(Mg) = 2 m(C) = 2m(Mg)m(C)
masas atómicas:
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Usemos una “balanza mental”para comparar masas
H C Mg
m(H) m(C) m(Mg)
1 átomo 2 átomos
m(Mg) = 2 m(C) = 24m(Mg)m(H)
masas atómicas:
= 24 m(H)
Las masas atómicas relativas (MAR) se calculan respecto del H
MAR(C) = 12 MAR(Mg) = 24 MAR(H) = 1
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¿Que es esto de la masa relativa?
MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR Y MOL
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Veamos con un ejemplo como sería el concepto de masa relativa
MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR Y MOL
Quiero conocer el peso de mi nueva bolsa de dormir (verificar si pesa lo que dice
el fabricante), la balanza de cocina se quedó sin pilas y son las 22 pm. Decido
entonces buscar una forma casera de hacer una balanza, busco en you tube y
fabrico mi propia balanza de brazos casera:
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Veamos con un ejemplo como sería el concepto de masa relativa
MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR Y MOL
Comienzo a pesar con ella….
Pongo la bolsa de dormir en uno de
los brazosY zas!!...
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Veamos con un ejemplo como sería el concepto de masa relativa
MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR Y MOL
Entonces busco con que equilibrar, para eso, los
platillos de los brazos tienen que estar otra vez
alineados a la misma altura, y así conoceré el peso
de mi bolsa de dormir…
Ahora con que equilibro????
Busco, busco, busco y encuentro…
que tengo naranjasss!!
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
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Veamos con un ejemplo como sería el concepto de masa relativa
MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR Y MOL
Empiezo con 1 naranja…
Y zas!!... veo que los
platos de los platillos
tienen a igualarse
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Veamos con un ejemplo como sería el concepto de masa relativa
MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR Y MOL
Pongo otra naranja…
Y zas!!... veo que los platos de
los platillos tienen a igualarse
más aún
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
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Veamos con un ejemplo como sería el concepto de masa relativa
MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR Y MOL
Pongo otra naranja más…Y zas!!... veo que los platos de
los platillos se igualaron
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Veamos con un ejemplo como sería el concepto de masa relativa
MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR Y MOL
Entonces ahora digo que el peso de mi bolsa de dormir es de 3
naranjas, también lo puedo expresar como que el peso relativo de mi
bolsa de dormir es 3, relativo a las naranjas, que es lo que estuve
usando.
Porque?...
Y porque en peso, mi bolsa de dormir equivale a 3 naranjas
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
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Veamos con un ejemplo como sería el concepto de masa relativa
MASA ATÓMICA, MASA MOLECULAR Y MOL
Entonces puedo decir… que el peso relativo de mi bolsa de dormir
respecto de una naranja es 3
Y de acá puedo despejar el peso de mi bolsa de dormir:
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Algunas masas atómicas relativas(redondeadas a números enteros)
Elemento MAR
H 1
He 4
B 11
C 12
N 14
O 16
F 19
S 32
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
MASAS MOLECULARES RELATIVAS (MMR)
16 átomos H
MAR(O) = 16
m(O) = 16 m(H)= 16m(O)m(H)
1 átomo O
H O
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
18 átomos H
MAR(O) = 16
m(O) = 16 m(H)= 16m(O)m(H)
1 molécula H2O
m(H2O) = 18 m(H) = 18m(H2O)
m(H)
H O
= MMR (H2O)= 2 MAR(H) + MAR(O)
MMR (H2SO4)
MMR (O2)
MMR (H2) = 2 MAR(H) = 2
= 2 MAR(O) = 32
= 2 MAR(H) + MAR(S) + 4 MAR(O) = 98
MASAS MOLECULARES RELATIVAS (MMR)
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
¿Cuántos átomos de carbono habrá en la mina de un lápiz?
¿Cuántos átomos de hierro habrá en un clavo?
¿Cuántas moléculas habrá en una botella de agua mineral?
Son números enormemente grandes
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
MgC
1 átomo 1 átomo
MAR = 24MAR = 12
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
Mg
C
1 átomo 1 átomo
mMg = 2mCmC
MAR = 24MAR = 12
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Mg
C
2 átomos 2 átomos
mMg = 2mCmC
MAR = 24MAR = 12
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Mg
C
2000 átomos 2000 átomos
mMg = 2mCmC
MAR = 24MAR = 12
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Mg
C
N átomos N átomos
mMg = 2mCmC
Si N es tal que mC = 12 g mMg = 2mC = 24 g
MAR = 24MAR = 12
12 g de C contienen el mismo número N de átomos que 24 g de Mg
N = 6,022 1023 (número de Avogadro)
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
Mol =
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Mg
C
MAR = 24MAR = 12
12 g de C contienen el mismo número N de átomos que 24 g de Mg
N = 6,022 1023 (número de Avogadro)
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
Mol =
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
MAR = 24MAR = 12
12 g de C contienen el mismo número N de átomos que 24 g de Mg
N = 6,022 1023 (número de Avogadro)
12 g de C contienen 1 mol de átomos de C
24 g de Mg contienen 1 mol de átomos de Mg
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
Mol =
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
12 g de C contienen 1 mol de átomos de C
24 g de Mg contienen 1 mol de átomos de Mg
6,022 1023
= 1 decena10
= 1 docena12
= 1 centena100
= 1 gruesa144
= 1 mol
El mol es un número
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
1 mol de átomosMAR(H) = 1 1 g de hidrógeno
1 mol de átomosMAR(O) = 16 16 g de oxígeno
1 mol de átomosMAR(Fe) = 56 56 g de hierro
¿Masa de un mol de átomos de Cs?
¿Masa de un mol de átomos de Br?
= 133 g
= 80 g
MAR= 133
MAR= 80
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
De igual manera
1 mol de átomosMAR(H) = 1
1 mol de átomosMAR(O) = 16
1 mol de átomosMAR(Fe) = 56
1 mol de moléculasMMR(O2) = 32 32 g de oxígeno
1 mol de moléculasMMR(H2O) = 18 18 g de agua
1 mol de moléculasMMR(NH3) = 17 17 g de amoníaco
1 g de hidrógeno
16 g de oxígeno
56 g de hierro
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
1 mol = 6,022 1023
(independientemente de lo que se enumere)
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
1 mol = 6,022 1023
(independientemente de lo que se enumere)
RELACIÓN ENTRE MASAS Y NÚMERO DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
De igual manera
1 mol de átomos
1 mol de átomos
1 mol de átomos
1 mol de moléculas32 g de oxígeno
1 mol de moléculas18 g de agua
1 mol de moléculas17 g de amoníaco
1 g de hidrógeno
16 g de oxígeno
56 g de hierro
Masas molares (M)
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
¿Cuán grande es el número 6,022 1023?
= 602 200 000 000 000 000 000 000
millón
billón
trillón
seis cientos dos mil trillones
¿Esto da idea del tamaño?
Supongamos tener azulejos de 1 cm de lado
(Cada azulejo tiene un área de 1 cm2).
Veamos diferentes superficies a cubrir con estos azulejos.
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
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Con 2 103 azulejos se puede cubrir la superficie de una pelota de fútbol
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Con 107 azulejos se puede cubrir un campo de fútbol
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Con 1015 azulejos se puede cubrir la provincia de Río Negro
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Con 1016 azulejos se puede cubrir la superficie de la República Argentina
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Con 1018 azulejos se puede cubrir la superficie de una esfera del tamaño de la Tierra
Con 1021 azulejos se puede cubrir la superficie de todos los planetas del sistema solar
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Con 1022 azulejos se puede cubrir la superficie de una esfera del tamaño del Sol
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
Con 1 mol de azulejos se puede cubrir la superficie de 60 esferas, cada una del tamaño del Sol.
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Luego, la edad del universo es:
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
UNA CURIOSIDAD
Edad del Universo = 13 600 000 000 años
= 4,3 1017 segundos
6,02 1023 segundos = 1 mol de segundos
0,0000007 mol de segundos
¡El universo aún no ha festejado su mol de segundos!
¡Falta que transcurran 20 mil billones de años!
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
SIMBOLIZACIÓN
= 1 mol H
1 mol de moléculas de hidrógeno
1 mol de átomos de oxígeno
1 mol de átomos de hidrógeno = 1 mol de H
= 1 mol de H2 = 1 mol H2
1 mol O =
1 mol de moléculas de oxígeno 1 mol O2 =
1 mol O2 mol O 2
1 mol O3 mol O 3
x mol O2 mol O 2x
x mol O3 mol O 3x
número = 6,022 1023
?
(1 docena de O2 2 docenas de O)
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CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
¿Cuántos átomos de carbono habrá en la mina de un lápiz?
¿Cuántas moléculas habrá en una botella de agua mineral?
Supongamos que la masa de la mina es 100 mg = 0,1 g
12 g C ----- 1 mol de át.
0,1 g C ----- 0,008 mol de át.
1 mol de át. ----- 6,022 1023 át.
0,008 mol de át . ----- 4,8 1021 át.
¿Cuántos átomos de hierro habrá en un clavo?
Supongamos que la masa del clavo es 3,5 g
56 g Fe ----- 1 mol de át.
3,5 g Fe ----- 0,06 mol de át.
1 mol de át. ----- 6,022 1023 át.
0,06 mol de át . ----- 3,6 1022 át.
Supongamos que la botella es de 500 mL 500 g
18 g H2O ----- 1 mol de moléc. ----- 6,022 1023 moléc
500 g H2O ----- 28 mol de moléc. ------ 1,7 1025 moléc.
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
RESUMEN
ÁtomoTabla Periódica
MAR MAR g = masa de 1 mol de átomos (M)
6,022 1023
O 16 16 g = M(O)
P 31 31 g = M(P)
contiene1 mol O
contiene1 mol P
Fe 56 56 g = M(Fe)contiene
1 mol Fe
MoléculaTabla Periódica
MMR MMR g = masa de 1 mol de moléculas (M)
6,022 1023
O2 32 32 g = M(O2)
H2O 18 18 g = M(H2O)
contiene1 mol O2
contiene1 mol H2O
N2O3 76 76 g = M(N2O3)contiene
1 mol N2O3
Fórmula molecular
(elemento)
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Calcular las masas de cada elemento contenidas en 250 g de agua
H2O
1
16
MMR = 18
250 g
18 g 1 mol de moléculas
1 molécula H2O 2 átomos H1 átomo O
N moléculas H2O
1 mol de moléculas H2O2 mol de átomos H
1 mol de átomos O
Si N = 1mol
2 g H
16 g O
18 g H2O250 g H2O
28 g H
222 g O
2 N átomos HN átomos O
+
250 g
CAPÍTULO 3: CANTIDADES QUÍMICAS
A trabajar con las actividades de resolución 3!!
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