Trate de resolver estas preguntas sin consultar las respuestas, para comprobar hasta dónde puede avanzar con sus conocimientos actuales. Si después de pensarlo un poco no sabe responder la pregunta, vea la respuesta.
1) ¿Cuántos átomos hay en una sola molécula de H2SO4?
En una sola molécula de H2SO4 hay 7 átomos: 2 de hidrógeno (H), 1 de azufre (S) y 4 de oxígeno (O). En la imagen anterior los átomos de H están representados en color gris, los de oxígeno en rojo y los de azufre en naranja.
2) ¿Cuántas moléculas de H2SO4 hay en una docena de moléculas de H2SO4?
Obviamente, 12. Una docena de cosas son 12 cosas.
3) ¿Cuántas moléculas de H2SO4 hay en un mol de moléculas de H2SO4?
Por definición, en un mol de moléculas de cualquier sustancia química hay:
602 214 076 000 000 000 000 000 moléculas
Dicho con palabras son:
seiscientos dos mil doscientos catorce trillones setenta y seis mil billones de moléculas
Escrito en notación científica:
6,02214076 · 1023 moléculas
Este número se suele simplificar a
6,022 · 1023 moléculas
(suprimir los decimales “14076” supone un error despreciable).
4) ¿Cuántos átomos de H2SO4 hay en un mol de moléculas de H2SO4?
Como cada molécula de H2SO4 tiene 7 átomos (2 de H, 1 de S y 4 de O), 1 mol de moléculas de H2SO4 tendrá en total 7 · 6,022 · 1023 = 4,2· 1024 (hemos redondeado la cantidad obtenida).
5) ¿Cuánto pesan en “unidades de masa atómica” 1 átomo de H, 1 átomo de S y 1 átomo de O?
Los pesos de los átomos no hay que saberlos de memoria; se obtienen consultando las tablas periódicas.
Los números que están en los óvalos de color naranja son los pesos atómicos expresados en “unidades de masa atómica”. Las “unidades de masa atómica” se adoptaron por definición. Se suelen representar por “u” o “Da” (Da significa dalton).
- 1 átomo de H pesa 1,008 u
- 1 átomo de S pesa 32,06 u (eso significa que 1 átomo de S pesa unas 32 veces lo que pesa 1 átomo de H)
- 1 átomo de O pesa 15,999 u (1 átomo de O pesa aproximadamente la mitad que uno de S)
6) Cuánto pesa en “unidades de masa atómica” una molécula de H2SO4?
Basta sumar los pesos de los átomos que forman la molécula de H2SO4:
(2 · 1,008) + (1 · 32,06) + (4 · 15,999) = 98,072 u
7) ¿Cuántos átomos de H están contenidos en 1 mol de átomos de H?
Por la definición de mol, 1 mol de átomos de H contiene 6,022 · 1023 átomos de H.
(Recordemos que 1 mol de cualquier cosa contiene 6,022 · 1023 unidades de esa cosa).
8) ¿Cuánto pesa 1 mol de átomos de H?
Como hemos visto antes, 1 solo átomo de H pesa 1,008 u. Pues bien, 1 mol de átomos de H pesa por definición 1,008 g.
Es decir: el valor numérico del peso de un solo átomo de un elemento químico coincide con el valor numérico del peso de 6,022·1023 átomos de dicho elemento, pero la diferencia es importante: el peso de un solo átomo se mide en u; el de 1 mol de átomos se mide en gramos.
La unidad “gramo” es muchísimo mayor que la unidad “u”. Concretamente la relación entre ambas unidades es:
1 g = 6,022·1023 u
9) ¿Cuánto pesa 1 mol de átomos de H2SO4?
Del mismo modo que una sola molécula de H2SO4 pesa 98,072 u, 1 mol de moléculas de H2SO4 pesa 98,072 gramos.
10) Si disponemos de 98,072 gramos de H2SO4, ¿cuántos moles de H2SO4 tenemos? ¿Cuántas moléculas?
Como 1 mol de H2SO4 pesa 98,072 g, si disponemos de 98,072 g de H2SO4, lógicamente tenemos 1 mol de H2SO4 exacto, lo que supone 6,022·1023 moléculas de H2SO4.
11) Si disponemos de 200 gramos de H2SO4, ¿cuántos moles de H2SO4 tenemos? ¿Cuántas moléculas?
Como 1 mol de H2SO4 pesa 98,072 g, si disponemos de 200 g de H2SO4, tenemos 200 / 98,072 = 2,039 mol de H2SO4.
Para pasarlos a moléculas basta saber que 1 mol de H2SO4 contiene 6,022·1023 moléculas de H2SO4. Por tanto, si tenemos 2,039 mol de H2SO4, tendremos 2,039 · 6,022·1023 = 1,23 · 1024 moléculas de H2SO4.
Este tipo de problemas se puede resolver por un método muy general llamado método del factor unitario que permite resolver muchos problemas de química sin aplicar fórmulas específicas. Puede hacer algún ejercicio de este tipo aplicando el método del factor unitario aquí: Cálculo de número de átomos, moléculas, moles, gramos.
