El mol

Fins ara hem parlat de partícules i hem entès que l'estequiometria d'una reacció química mostra la reestructuració entre àtoms i molècules. Tanmateix, quan duem a terme un procés químic, hi ha una quantitat molt elevada de partícules implicades.

De la mateixa manera que agrupem els nombres en dotzenes, centenes o milers, podem agrupar els àtoms i les molècules en grans quantitats. Hi ha una quantitat especialment interessant, el mol, però a quant equival?

El mol és una agrupació de 6,02214076 ⋅ 1023 unitats elementals que rep el nom de nombre d’Avogadro quan s'expressa en unitats de mol–1.

La raó d'aquest nombre és històrica. Abans de la revisió de maig de 2019, el nombre de partícules d'un mol, anomenat constant d'Avogadro (NA), s'escollia de manera que si fossin àtoms de carboni-12, la massa de totes elles expressada en grams coincidís amb la massa atòmica del carboni expressada en unitats de massa atòmica (uma).

Així, doncs, la massa d'un mol de qualsevol tipus d'àtoms o molècules és la seva massa atòmica o molecular expressada en grams.

Com que el mol correspon a una agrupació, ha d'anar sempre seguit de les entitats a les quals es refereix, mol de molècules o mol d'àtoms. Es pot ometre aquesta informació sempre que s'indiqui la substància a la qual fa referència i quan no hi hagi dubtes.

A partir dels mols podem saber la quantitat de partícules mitjançant l'expressió:

N = n · NA

El mol ens permet treballar amb quantitats d'àtoms que podem pesar. Per això, hem de diferenciar entre tres tipus de massa:

Massa atòmica relativa (Ar): massa d'un àtom d'un element calculada com la mitjana aritmètica ponderada (segons la seva abundància) de les masses atòmiques de tots els seus isòtops naturals, expressada sense unitats.

Massa molecular relativa o massa fórmula (Mr): suma de las masses atòmiques relatives de tots els àtoms que apareixen en la fórmula d'una substància pura.

Massa molar (M): massa d'un mol de substància. Coincideix amb la massa atòmica o molecular expressada en grams. Unitat: g/mol = g · mol−1.

Com que la massa molar és la massa d'un mol, la quantitat de mols es pot calcular així:

m (g) = n · M (substància) Aïllant n =

activitats

Completa al teu quadern una taula com la següent, amb les dades subministrades:

- HF: 116 g
- H2O: 3,5 mol
- NH3: 2,7099 · 1024 molècules
- CH4: 8,67168 · 1024 àtoms de H

2. Quantes molècules d'aigua hi ha en un got de 200 mL de capacitat ple d'aigua?

(dagua = 1 kg · L−1)

3. Les microbalances són instruments amb una sensibilitat de 0,001 mg. Si mesurem la mínima quantitat possible de ferro, quants àtoms de ferro tenim? I si fos de diamant? I si fos d'or?

4. Quina massa de ferro cal per produir 2,5 mol de Fe? I amb 2,5 g de Fe, quants mols de ferro tenim?

S: mFe = 139,63 g Fe; nFe = 0,0448 mol Fe

5. Tenim 2,5 · 1024 molècules de H2S i el mateix nombre de molècules de H2O i B2H6.

S: La massa major és per al H2S.

6. Tenim 20 g de H3PO4, HPO3, H2SO4 i de HI. En quin cas hi ha més molècules? I àtoms d'hidrogen?

S: Més molècules: HPO3, més hidrògens: H3PO4.

7. Quina és la massa molar d'un compost en el qual 2,11 · 1024 molècules tenen 224,24 g de massa?

S: M (comp) = 64 g · mol−1

8. Calcula quina massa d'òxid de ferro(iii) necessitem per produir 5 kg de ferro segons aquesta reacció:

Fe2O3 (s) + CO (g) → Fe (s) + CO2 (g)

9. L'alumini reacciona amb el iode segons:

Al (s) + I2 (s) → AlI3 (s)

Si hem obtingut 200 g de iodur d'alumini:

Quina massa d'alumini ha reaccionat?
Quina massa de iode ha sobrat si inicialment es van posar 200 g?

S: a) mAl = 13,23 g; b) mI2 (sobra) = 13,45 g

10. Determina la concentració molar que s'obté en dissoldre 5 g de sulfat de sodi (Na2SO4) en 250 cc d'aigua.

S: [Na2SO4] = 0,14 M

11. Dissolem 11,5 g d'un alcohol en aigua fins a un volum de 200 mL i obtenim una dissolució de 1,25 M. Quants mols d'alcohol tenim i quina és la massa molar?

S: n = 0,25 mols; M (alcohol) = 46 g/mol

Page updated

Report abuse