Número de Avogadro y concepto de mol.
En las experiencias ordinarias de laboratorio el químico
no utiliza cantidades de sustancia del orden del átomo o de la molécula,
sino otras muy superiores, del orden de gramos normalmente. Es, pues,
mucho más útil introducir un nuevo concepto: una unidad que, siendo múltiplo
de la masa de un átomo o de una molécula, represente cantidades de
materia que sean ya manejables en un laboratorio.
Así, de un elemento se puede tomar una
cantidad de gramos que sea igual al número expresado por su peso atómico
(átomo-gramo). Ejemplo:
el peso atómico del hidrógeno es 1,0079; luego, 1,0079 g de hidrógeno
equivalen a un átomo-gramo de hidrógeno.
De forma similar, se define la molécula-gramo
de una sustancia como el número de gramos de esa sustancia igual a su
peso molecular. Ejemplo: el peso molecular del hidrógeno (H2)
es 2,0158; luego, 2,0158 g de hidrógeno equivalen a una molécula-gramo
de hidrógeno.
Un átomo-gramo o una molécula-gramo serán múltiplos
de la masa de un átomo o de la de una molécula, respectivamente.
Este múltiplo resulta de multiplicar el valor del peso atómico o
del peso molecular por un factor N, que no es otro que el número de veces
que es mayor la unidad de masa «gramo» que la unidad de masa «uam».
De todo
esto se deduce que un átomo-gramo de cualquier elemento o una molécula-gramo
de cualquier sustancia contiene igual número de átomos o moléculas,
respectivamente, siendo precisamente ese número el factor N.
El valor de N, determinado
experimentalmente, es de 6,023 x 1023 y es lo que se conoce
como número
de Avogadro:
N
= 6,023 x 10 23
Esto
condujo al concepto con el que se han sustituido los términos ya antiguos
de molécula-gramo y de átomo-gramo: el
mol.
Mol es la cantidad de materia que contiene el número de Avogadro, N, de partículas unitarias o entidades
fundamentales (ya sean éstas moléculas, átomos, iones, electrones,
etc.).
También puede definirse como:
Mol es la cantidad de materia que contiene un número
de entidades igual al número de átomos contenidos en 12 g de carbono-12.
Este concepto de rnol es mucho más amplio, y
lo importante es que hace referencia a un número determinado de partículas
o entidades. Es, pues, una cantidad de unidades, y lo mismo que nos
referimos a un docena de huevos (12 huevos), un cartón de cigarrillos
(200 cigarrillos), etc., podríamos referirnos a un mol de huevos o de
cigarrillos (6,023 x 1023 huevos, 6,023 x 1023
cigarrillos, etc.).
La
masa de un mol de cualquier sustancia es el número de gramos de esa
sustancia igual en valor a su masa molecular. A esta masa se la denomina
Masa molar y se mide en g/mol.
Deben desecharse los conceptos de átomo-gramo y de molécula-gramo y
sustituirlos por el de mol. Insistir en la necesidad de considerar el actual concepto de mol como número de
entidades fundamentales.
Hay que puntualizar que en los compuestos
iónicos no existen verdaderas moléculas, sino multitud de iones
individuales dispuestos en redes cristalinas. Así, la fórmula NaCl no
representa una molécula individual, sino que expresa que en el compuesto
hay igual número de iones Na+ que de iones Cl -. El término mol no sería
apropiado en este caso, pero para soslayar este problema la partícula
unitaria se entendería aquí en el sentido de «fragmento que contiene el
número de átomos de cada tipo indicado por su fórmula». Por eso, el
mol de NaCl contendrá N iones Na+ y N iones Cl -. En este caso, en lugar de
peso molecular sería más correcto hablar de peso
fórmula.
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