¿Qué es un mol en química?
Un mol es una unidad de conteo que los químicos usan para átomos y moléculas, igual que una docena significa 12. Un mol contiene 6,022 × 10²³ partículas, un número llamado número de Avogadro. La masa de un mol de una sustancia en gramos, su masa molar, sale directamente de las masas atómicas de la tabla periódica, así que te permite convertir entre gramos y número de partículas.
Una unidad de conteo, como una docena
Usamos palabras especiales para contar cosas en grupos: un par son 2, una docena son 12 y una resma de papel son 500 hojas. Los químicos también necesitan una palabra para un grupo, porque los átomos son demasiado pequeños y numerosos para contarlos uno por uno. Su unidad es el mol, que se escribe mol.
Un mol de cualquier cosa contiene 6,022 × 10²³ partículas, es decir, 602 200 000 000 000 000 000 000. Las partículas pueden ser átomos, moléculas o iones, así que conviene decir cuáles: un mol de agua significa 6,022 × 10²³ moléculas de agua.
Para hacerte una idea de lo enorme que es, imagina contar una partícula por segundo sin parar nunca. Contar hasta un mol llevaría unos 19 000 billones de años, más de un millón de veces la edad del universo.
El número de Avogadro
El número 6,022 × 10²³ se llama número de Avogadro, o constante de Avogadro, en honor al científico italiano Amedeo Avogadro. Se eligió originalmente para que un mol de átomos de carbono-12 tuviera una masa de 12 gramos. Desde 2019, su valor está fijado exactamente en 6,02214076 × 10²³, pero 6,022 × 10²³ es lo bastante preciso para casi cualquier problema.
Masa molar: de la tabla periódica a los gramos
La masa molar de un elemento es la masa de un mol de sus átomos, medida en gramos por mol (g/mol). Tiene el mismo número que la masa atómica de la tabla periódica. La masa atómica del carbono es 12,011, así que un mol de átomos de carbono tiene una masa de 12,011 g. La del oxígeno es 15,999, así que un mol de átomos de oxígeno tiene una masa de 15,999 g.
En un compuesto, suma las masas molares de todos los átomos de su fórmula. El agua, H₂O, tiene 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno: 2 × 1,008 + 15,999 = 18,015 g/mol. El dióxido de carbono, CO₂: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol. La sal de mesa, NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol.
Convertir gramos en moles
Para convertir una masa en gramos en moles, divide entre la masa molar: moles = masa ÷ masa molar. Los gramos se cancelan y quedan los moles, una buena manera de comprobar que has dividido en el orden correcto.
Ejemplo resuelto: ¿cuántos moles hay en 250 g de agua, más o menos un vaso lleno? La masa molar del agua es 18,015 g/mol, así que 250 ÷ 18,015 = 13,88 mol, redondeado a dos decimales.
Para hallar el número de moléculas, multiplica los moles por el número de Avogadro: 13,88 × 6,022 × 10²³ ≈ 8,36 × 10²⁴ moléculas de agua en un vaso.
Convertir moles en gramos
Para ir en sentido contrario, multiplica el número de moles por la masa molar: masa = moles × masa molar.
Ejemplo resuelto: ¿cuál es la masa de 2,5 mol de sal de mesa? 2,5 mol × 58,44 g/mol = 146,1 g. Otro: ¿cuál es la masa de 0,5 mol de dióxido de carbono? 0,5 mol × 44,009 g/mol = 22,00 g, y esa cantidad contiene 0,5 × 6,022 × 10²³ = 3,011 × 10²³ moléculas.
Piensa en el mol como un puente. Divide los gramos entre la masa molar para obtener moles, y luego multiplica los moles por 6,022 × 10²³ para obtener partículas. Para volver de partículas a gramos, haz los pasos opuestos en orden inverso.
Puntos clave
- Un mol es una unidad de conteo igual a 6,022 × 10²³ partículas, un número llamado número de Avogadro.
- La masa molar de un elemento en g/mol es igual a su masa atómica en la tabla periódica, como 12,011 g/mol para el carbono.
- Suma las masas atómicas para obtener la masa molar de un compuesto: H₂O es 18,015 g/mol y CO₂ es 44,009 g/mol.
- Divide los gramos entre la masa molar para obtener moles, y multiplica los moles por la masa molar para obtener gramos.
- Multiplica los moles por 6,022 × 10²³ para hallar el número de átomos o moléculas.
Ponte a prueba
Tres preguntas rápidas sobre esta lección.
1. ¿Cuántas partículas hay en un mol de una sustancia?
Mostrar la respuesta
6,022 × 10²³ — Un mol siempre contiene el número de Avogadro de partículas, 6,022 × 10²³.2. ¿Cuál es la masa molar del dióxido de carbono, CO₂?
Mostrar la respuesta
44,009 g/mol — Suma un átomo de carbono y dos de oxígeno: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol.3. ¿Cuántos moles hay en 116,88 g de sal de mesa (NaCl, 58,44 g/mol)?