Moles

Capítulo
Cantidades químicas
11
CONTENIDO
11.1

Pesos formulares
y pesos moleculares

11.2

Moles y masas molares

11.3

Cálculos de
composición

11.4

Conversiones entre
masa y moles

11.5

Cálculos con el
número de Avogadro

11.6

Molaridad

11.7

Fórmulas empíricas
y fórmulas moleculares

11.8

Cómo determinar
fórmulas empíricas

11.9

Cómodeterminar
fórmulas moleculares

¿Qué masa de NiCl2, el sólido verde del mortero, debe emplearse para preparar una
solución de cierta concentración? ¿Qué volumen de una solución específica de
permanganato de potasio, la solución púrpura del vaso de precipitados, se necesita para
proporcionar un cierto número de gramos de KMnO4, los cristales oscuros del vidrio de
reloj que está junto al vaso? Sepueden responder preguntas de este tipo si se sabe cómo
calcular cantidades químicas, como se describe en este capítulo.

L
Conexiones con el aprendizaje

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•
•
•

Unidades métricas, capítulo 1
Factores de conversión, capítulo 1
Masas atómicas, capítulo 4
Fórmulas químicas, capítulo 10
Enlaces químicos, capítulo 8

os cálculos con cantidades químicas son fundamentales en un cursointroductorio
de química. Las cantidades de las sustancias químicas presentes en la sangre y en
los productos alimenticios y farmacéuticos son importantes para todos nosotros.
El hecho de que haya colesterol en una muestra de sangre no es lo más importante (todos
producimos un poco de colesterol); la cantidad de esta sustancia es lo que tiene consecuencias.
Puede ser que una persona necesitesaber qué cantidad de cafeína hay en una tableta
contra el dolor o una lata de bebida gaseosa, en tanto que otra persona quizá necesite conocer la cantidad de sodio presente en una porción de papas fritas o de algún otro alimento. El empaque de las papas fritas y la caja de cereal, por ejemplo, indican las cantidades
de ciertas sustancias químicas, como sodio, potasio, hierro, cinc, calcio,vitamina A, vitamina C, vitamina B1 (tiamina) y muchos otros ingredientes presentes en una porción
individual (Fig. 11.1).

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CAPÍTULO

11 • Cantidades químicas

En este capítulo se presentan pocos términos y conceptos nuevos, pero los cálculos
matemáticos que aquí se describen permitirán establecer conexiones entre varios temas ya
presentados en capítulos anteriores. Porejemplo, se emplearán las mediciones métricas,
los factores de conversión y el análisis dimensional estudiados en el capítulo 1. También
se utilizarán las masas atómicas y las masas molares presentadas en el capítulo 4, así como los nombres y fórmulas de sustancias químicas del capítulo 10. También es necesario el
conocimiento de los enlaces químicos (Capítulo 8). Es así como el marco que daestructura a la química continúa expandiéndose apoyado en los sólidos cimientos de los principios
fundamentales.

11.1 Pesos formulares y pesos moleculares
La masa atómica (también conocida como peso atómico) de un elemento que se muestra
en la tabla periódica es en realidad la masa promedio (en unidades de masa atómica,
uma) de sus isótopos naturales, basada en la abundancia relativa de los isótopos(Sección
4.10). En el capítulo 4 se presentó una introducción a las masas atómicas. Con respecto
a cualquier compuesto, la suma de las masas atómicas en uma se llama peso formular
(P.F.). Cuando el compuesto es molecular, no iónico, a esta suma también se le puede llamar peso molecular (P.M.). Si un compuesto tiene enlaces iónicos, desde el punto de
vista técnico no es correcto emplear eltérmino peso molecular, pero siempre se puede usar el de peso formular. Repasa las masas atómicas y los pesos formulares (Sección
4.11-4.12) y resuelve el ejemplo y los ejercicios siguientes.

EJEMPLO 11.1 Peso formular y peso molecular
Con base en las masas atómicas indicadas en la tabla periódica, calcula el peso formular del sulfato de amonio, (NH4)2SO4.
SOLUCIÓN Hay 2 1 2 átomos de N, 2 4...