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Ejercicio Resuelto (FQ1BE2013) de Aplicación de la Ley de Avogadro, para Química de Bachillerato

EJERCICIO RESUELTO DE APLICACIÓN DE LA LEY DE AVOGADRO:

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LEY DE AVOGADRO

NÚMERO DE AVOGADRO

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PROPUESTA DE EJERCICIO:

EJERCICIO FQ1BE2013:

Sabiendo que la densidad del agua pura es 1 g/mL

a.- Hallar la cantidad de moléculas que hay en 3,5 mL de agua.

b.- Hallar la cantidad de átomos de hidrógeno en esa misma cantidad (3,5 mL)

c.- Hallar la cantidad de átomos de oxígeno en esa cantidad (3,5 mL)

DATOS: Ma(H) = 1 uma; Ma(O) = 16 uma.

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INTERESA RECORDAR LA LEY DE AVOGADRO:

Avogadro planteó dos hipótesis, POSTULADOS:
  • Que igual número de moléculas ocupan el mismo volumen siempre que las condiciones de presión y temperatura sean idénticas para todos los gases.
  • Que en un mol de cualquier sustancia existe siempre el mismo número de moléculas.
La conclusión de estos dos postulados es la Ley de Avogadro:
“Un mol de cualquier gas ocupará siempre el mismo volumen, sea cual sea el gas, si las condiciones de presión y temperatura son las mismas”
 
RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO:

APARTADO A, de la cantidad de moléculas de agua en 3,5 mL de agua:

La densidad del agua nos la aportan como dato, aunque en la mayoría de los ejercicios se da por supuesto que se conoce, si no en g/L, en kg/m3 o en kg/L, a saber, en estas unidades mencionadas:

densidad agua = 1 g/mL; densidad agua = 1000 kg/m3; densidad agua = 1 kg/L

Con el dato que nos dan, entonces, y utilizando factores de conversión, la masa que corresponde a los 3,5 mL de agua:

 

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Lo cual es evidente ya que un mL de agua es un g de agua.

Teniendo en cuenta que la masa molecular expresada en unidades de masa atómica (uma) coincide numéricamente con la masa de un mol de moléculas expresada en gramos, en el caso del agua, que tiene una masa molecular de 18 uma, un mol de moléculas tiene una masa de 18 gramos. A su vez, en un mol de moléculas hay un número de Avogadro de moléculas (6,022·1023 moléculas). Por ello y utilizando factores de conversión:

APARTADO B, de los átomos de hidrógeno contenidos en esa misma cantidad de agua:

Como en una molécula de agua (H2O) hay dos átomos de hidrógeno, mediante factores de conversión (aunque no son necesarios por la sencillez de la operación lo hacemos aquí para trabajar el concepto FACTOR DE CONVERSIÓN):

APARTADO C, de los átomos de oxígeno presentes en esa misma cantidad de agua:

Sencillamente el mismo número que tenemos de moléculas, ya que por cada molécula de agua hay un átomo de oxígeno:

¡¡ 1,17·1023 átomos de oxígeno !!