Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería de Industrial Licenciatura en Ingeniería Industrial Química General para Ingenieros
INFORME #3
Facilitador: Gricelda de Mitre Integrantes: Luis Ramirez Cedula: 20-70-1975
Grupo: 1II121-C
2016
Trabajo Práctico Nº 3 CONTANDO ÁTOMOS OBJETIVO GENERAL: Relacionar la unidad mol y las masas atómicas relativas de los elementos, y su importancia en los procesos cuantitativos de la Química. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: • Definir mol como la unidad de la magnitud cantidad de sustancia. • Relacionar las masas atómicas de los elementos como datos relativos. • Asociar la constante de Avogadro como el número de entidades elementales en una mol. METAS El estudiante será capaz de valorar el concepto de mol y masas relativas de los elementos, como conceptos importantes para el análisis cuantitativo en química, a través de una analogía. INVESTIGACIÓN PREVIA 1. ¿Qué entiendes por mol? La mol es la unidad fundamental para medir la cantidad de materia, según el Sistema Internacional de Unidades. Se define como la cantidad de sustancia que contiene tantos entes elementales como número de átomos hay en 12 gramos de carbono 12. Es decir, 6.022 × 1023, el llamado número de Avogadro. 2. Explica por qué es importante el concepto de mol en Química. Es importante ya que permite realizar infinidades de cálculos estequiométricos, indicando la proporción existente entre los reactivos y productos en las reacciones químicas. 3. Resuelve la siguiente situación: Piensas hacer un mueble que tenga, entre otras cosas, la misma cantidad de tornillos que de tuercas. Llegas a la tienda y pides al vendedor cien tornillos y cien tuercas. Este, quien es muy testarudo y utiliza el Sistema Internacional de Medidas, siguiendo la reglamentación te responde: «aquí vendemos por kilos. ¿Cuántos kilos de tornillos y cuántos kilos de tuercas desean?». ¿Qué hacer para salir de la tienda con la misma cantidad de tornillos y de tuercas?
Na= Numero de Avogadro
INTRODUCCIÓN La masa relativa de un objeto es la cantidad de veces que es más masivo, que el objeto estándar. Las masas atómicas de los átomos son todas masas relativas. Se consideran en relación con un elemento particular. Históricamente, el hidrógeno, el oxígeno y el carbono han servido como patrón de referencia.
METODOLOGÍA Materiales Materiales de oficina y de ferretería Balanza electrónica Recipientes para pesar Procedimiento PARTE I. Para esta actividad solo necesitas, una balanza y tu habilidad para contar. 1. Seleccione los objetos a utilizar lo más parecido posible entre ellos. 2. Elija una misma cantidad de los objetos y determine su masa. 3. Calcule la masa relativa de los objetos dividiendo entre la masa del objeto menor, que será el objeto patrón o de referencia. 4. Determine el número de unidades en la masa relativa obtenida para cada objeto utilizando una balanza. Anote todos los resultados en la Tabla 1 de la Hoja de Reporte. PARTE II. 1. Calcule la masa relativa de cada elemento, utilizando la masa del hidrógeno como elemento patrón. 2. A continuación, busque la masa molar (masa atómica) de cada elemento en la tabla periódica y registrarla en la tabla Nº2. 3. Calcule el número de átomos en la masa relativa para cada elemento, dividiendo la masa relativa (A) entre la masa de un átomo (B), para cada elemento.
PARTE III 1. Mida el volumen ocupado por 1mol de las sustancias asignadas por el profesor. Anote en la tabla N°3 en la hoja de Reporte 2. Compare los volúmenes obtenidos de cada sustancia. ¿Cuál sustancia ocupa el mayor volumen y cuál el menor? 3. ¿Qué relaciones puedes encontrar en la tabla N°3? CUESTIONARIO 1. ¿Qué fue lo más útil que aprendí en esta sesión? Este laboratorio fue útil para comprender el concepto de mol por medio de una analogía. 2. ¿Puedo identificar los conceptos más importantes que aprendí en esta sesión? Los conceptos más importantes que aprendí fueron el de mol, masa atómica o molar y masa relativa. 3. ¿Qué descubrimiento o conocimiento hice sobre el tema? Comprendí la relación que existe entre una mol y el numero Avogadro y como está calculada la masa atómica de los elementos. 4. ¿Qué aspectos no acabo de entender? Comprendí toda la práctica de laboratorio 5. ¿Cuánta vez mayor es la masa relativa de los Tornillos (objeto de mayor masa) con relación a la masa relativa de las Tuercas (objeto patrón)? ¿Cómo se relaciona esto con el número de objetos en la masa relativa? La masa relativa del tornillo es 2.34 veces mayor con respecto a la de tuerca, está relacionada ya que el peso de cada tornillo es aproximadamente la misma que la masa relativa. 6. Explique, ¿cómo se relacionan las dos tablas? Ambas tablas comparan las masas de cierto objeto o elemento con uno que es tomado como referencia para saber la masa relativa. Al contar el número de objetos o átomos en la masa relativa se puede ver que el número es prácticamente el mismo para todos los objetos. 7. ¿Qué son las masas atómicas, y cómo se determinan? La masa atómica es la masa de un átomo y se determina sumando la masa total de los protones, neutrones y electrones, aunque la masa de los electrones es prácticamente depreciable. 8. ¿Qué sabes sobre el número de átomos de cada elemento en una masa relativa? 9. ¿Cómo explicas que la misma cantidad (en moles) de diferentes elementos y compuestos tienen diferentes masas a pesar de que tienen el mismo número de partículas?
Los diferentes elementos y compuestos tienen diferentes cantidades de protones, neutrones y electrones por lo que la masa atómica de cada elemento es diferente, así aun teniendo igual número de partículas la masa no es igual. 10. ¿Cómo explicas que para la misma cantidad (en moles) de elementos o compuestos ocupan diferentes volúmenes? Cada elemento y compuesto tiene su arreglo a nivel molecular con lo que cada uno ocupa diferente espacio y sus volúmenes son diferentes. APLICACIÓN 1. El zinc es un metal plateado que se usa para fabricar latón. ¿Determine los moles de zinc que hay en 50 g de Zn? 1 mol Zn 50 g Zn× =0.7648 mol Zn 65.38 g Zn 2. La plata es un metal muy utilizado en joyería. ¿Cuál es la masa en gramos de un átomo de plata? 1 mol Ag 107.87 g Ag 1 atomo Ag × × =1.791 x 10−22 g Ag 23 1 mol Ag 6.022 x 10 atomos Ag 3. El grafito es una forma cristalina del carbono que se usa en los lápices. ¿Cuántos moles de carbono equivalen a 315 mg de grafito? 1gC 1 mol C 316 mgC × × =0.0262mol C 1000mg C 12.01 g C 4. El carbonato de amonio es un sólido fino de color blanco y aspecto cristalino, ¿cuántos moles hay en 41.6 g de dicho compuesto? (NH4)2CO3 Masa molar: N= 2x14.01=28.02 H= 6x 1.01= 6.06 C= 3x12,01=12.01 O= 3x16.00=48.00 _________ 96.11g/mol 41.6 g(N H 4 )2 C O 3 ×
1 mol( N H 4 )2 C O 3 =0.431 mol( N H 4 )2 C O 3 96.11 g(N H 4)2 C O 3
5. ¿Cuántos gramos de carbono hay en 16,55 g de glucosa C 6 H12 O6? Masa molar: C= 6x12,01=72.06 H= 12x 1.01=12.12
O= 6x16.00=96.00 _________ 180.18g/mol 1 mol C 6 H 12 O6 6 mol C 12.01 g C 16.55 g C 6 H 12 O6 × × × =6.69 g C 180.18 g C6 H 12 O6 1 mol C 6 H 12 O6 1mol C 6. Calcule la cantidad de gramos de oxígeno presente en 1.30 mol de sulfato de sodio? 4 mol O 16.00 g O 1.30 mol Na 2 S O4 × × =83.2 g O 1mol Na2 S O 4 1 mol O 7. Calcule la cantidad de moléculas de agua que hay en 4.50 g de este compuesto? Masa molar: H= 2x 1.01=2.02 O= 1x16.00=16.00 _________ 18.02g/mol 1 mol H 2 O 6.022 x 10 23 moleculas H 2 O 23 4.50 g H 2 O × × =1.504 x 10 moleculas H 2 O 18.02 g H 2 O 1mol H 2 O 8. ¿Calcule la cantidad de moles de átomos de sodio en 24 g de sodio? 1 mol Na 50 g Na × =1.044 mol Na 22.99 g Na 9. Calcule la cantidad de átomos en 0.03 moles de átomos de fósforo? 23 6.022 x 10 atomos de P 0.33 mol P × =1.8066 x 1023 atomos P 1 mol P 10. Calcule la cantidad de moléculas en 15.0 g de dióxido de carbono? Masa molar: H= 2x 1.01=2.02 O= 1x16.00=16.00 _________ 18.02g/mol 1 mol CO2 6.022 x 10 23 moleculas CO2 15 g CO 2 × × =2.052 x 1023 moleculas H 2 O 44.01 g CO 2 1 mol CO2 11. Determine los átomos de oxígeno que hay en: a. 0.25 moles de Ca(NO3)2 6 mol O 6.022 x 1023 atomos de O 0.25 mol Ca(No)3 × × =9.033 x 10 23 atomos O 1 mol Ca(No)3 1mol O
b. 1.50 moles de Na2 CO3 3 mol O 6.022 x 1023 atomos de O 0.25 mol Na(Co)3 × × =2.7099 x 1023 atomos O 1 mol Na(Co)3 1mol O 12. El cuerpo humano tiene unos 6 billones de células (6.0 x 10 12) y la población de la Tierra es de unos 8000 millones de personas. Con estos datos aproximados, calcula las moles de células humanas que hay en la Tierra.
9
8 x 10 personas×
6 x 10 12 celulas 1 mol celulas humanas × =0.0797 mol celulas humanas 1 persona 6.022 x 1023 celulas
13. Elabora una línea de tiempo sobre la Evolución del concepto de Mol, para ello toma en cuenta lo siguiente: Ley de volúmenes de combinación de Gay-Lussac Ley de las proporciones constantes Hipótesis de Avogadro Hipótesis atómica de Dalton Pesos atómicos relativos Cannizzaro Determinación de la constante de Avogadro (Loschmidt y Perrin) Otswald
HOJA DE REPORTE
Nombre________________ No. de Cédula___________ Grupo________ Mesa y Gaveta_________
PARTE I. MASAS RELATIVAS DE OBJETOS Tabla N°1. Masas relativas de objetos Masa 20 Objetos utilizados objetos (g) Remaches
32,9g
1.43g
Cantidad de unidades en la masa relativa Aprox. 1
Tuerca
23g
1g
1
Clip
23.1g
1.004g
Aprox. 1
Tornillo
52.8g
2.29g
Aprox. 1
Discusión:
Masa relativa del objeto
HOJA DE REPORTE
Nombre________________ No. de Cédula___________ Grupo________ Mesa y Gaveta_________
PARTE I. MASAS RELATIVAS DE OBJETOS Tabla N°1. Masas relativas de objetos Masa 15 Objetos utilizados objetos (g) Remaches
24.3g
1.43g
Cantidad de unidades en la masa relativa Aprox. 1
Tuerca
16.9g
1g
1
Clip
17.4g
1.02g
Aprox. 1
Tornillo
39.7g
2.34g
Aprox. 1
Discusión:
Masa relativa del objeto
HOJA DE REPORTE
Nombre__________________ No. de Cédula___________ Grupo________ Mesa y Gaveta_________
PARTE II. Tabla N°2. Masa atómica relativa de los elementos Átomo Masa de un Masa relativa Masa Atómica Número de átomo (g) con respecto átomos en la al Hidrógeno masa relativa 1 1.0079 6.02x1023 Hidrógeno 1.66 x 10 -24 12 12.011 6x1023 Carbono 2.00 x 10 -23 56 55.847 6.02x1023 -23 Hierro 9.30 x 10 27 26.981 6.01x1023 Aluminio 4.49 x 10 -23 65 65.37 6.02x1023 -22 Zinc 1.08 x 10 207 207.19 6.02x1023 Plomo 3.44 x 10 -22 63 63.54 6x1023 Cobre 1.05 x 10 -22 Discusión
HOJA DE REPORTE
Nombre__________________ No. de Cédula___________ Grupo________ Mesa y Gaveta_________
PARTE III. COMPARANDO SUSTANCIAS
Tabla N°3. Comparando sustancias Sustancia Volumen de un MOL
Discusión
Masa de un MOL
La unidad (partícula) más pequeña de la sustancia (átomo o molécula)
