Mol
La unidad de medida para las sustancias se conoce como mol (siendo mol también su símbolo). El mol es una magnitud fundamental dentro del Sistema Internacional de Unidades, siendo ésta una de las siete unidades básicas de dicho Sistema.
La definición de mol dice que, un mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades de tipo elemental, como tantos átomos hay en doce gramos del carbono12.
La cantidad o número de unidades elementales (es decir, átomos, moléculas, iones, radicales, electrones, etc.), existente en un mol es constante y no se cambia según la sustancia que estemos tratando, así que no podemos decir que dependa en absoluto del material o de la partículas de estudio. Dicha cantidad constante se conoce como número de Avogadro, en honor al científico italiano que propuso que el volumen de un gas es proporcional al número de átomos, a una presión y temperaturas determinadas.
Así un mol equivale a 6,02214179(3) x 10^23 unidades elementales.
Debido al pequeño tamaño que tienen las unidades fundamentales, y por lo tanto la cantidad enormemente grande de éstas que hay en una muestra, es imposible poder calcular cuantas de ellas hay en una muestra, hecho que llevó al desarrollo de diversos métodos para poder determinar dichas cantidades de una manera sencilla, y rápida.
El mol se definió hace mucho tiempo en contexto de investigación que nada tienen que ver a los de hoy en día, por lo que si tuviésemos que crear hoy por hoy una unidad de este tipo, no sería un mol, si no posiblemente una Tera – partícula ( 10^12 partículas).
El primer intento de crear la unidad del mol fue llevado a cabo por Joseph Loschmidt, que intentó contar la cantidad de moléculas que ocupan un centímetro cúbico en las sustancias gaseosas cuando se encuentran a una presión y una temperatura normales.
En el siglo XIX, los científicos químicos usaban como referencia un método que se basaba en el peso, y usaron modelos de masa con la misma cantidad de átomos y moléculas. Debido a que en un laboratorio generalmente se usan cantidades medidas en gramos, estos determinaron el término, átomo-gramo, y otros similares. Hoy en día dichos términos están en desuso, siendo totalmente sustituidos por el mol.
Un mol de H2, es equivalente a 2 gramos de hidrógeno, por lo tanto, un mol de H será también un gramo de hidrógeno, es decir, un gramo de hidrógeno contiene 6.02214179(30) x 10^23 átomos.
Para no crear confusiones, es útil indicar si estamos tratando átomos o moléculas, en el caso de sustancias de tipo macroelementales, así por ejemplo, un mol de moléculas de nitrógeno, equivaldrá a unos 28 gramos de nitrógeno. Aunque no siempre es así, pues en el caso de los fotones, a los cuales también se les aplica el uso del término mol, éste no se compara con la masa, pues la masa de los fotones es nula.
El mol también puede ser validamente utilizado en el caso de los compuestos iónicos, incluso cuando éstos no se encuentran formados por moléculas conocidas como discretas. En dicho caso, el mol es equivalente a otro término, el fórmula-gramo. Así por ejemplo, un mol de cloruro sódico ( que son 58.5 gramos) se dice que contiene un NA ( número de Avogadro) de iones sodio, y NA iones cloruro.
En el caso concreto de la molécula de agua, se conoce que en la molécula H2O hay un total de 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, conociéndose su masa molar, la cual es de 18 g/mol.
Un mol equivale a un total de 6.02214179(30) x 10^23 unidades, siendo su masa ( masa molar), equivalente a su vez a la masa atómica, la cual viene expresada en gramos.
En el caso de los gases ideales, un mol de éstos ocupa un volumen de 22.4 litros, cuando se encuentran a una temperatura de 0ºC y con una atmósfera de presión.
La cantidad de moles que se encuentra presente en una sustancia con una masa m, es de n= m/M, de donde M hace referencia a la masa atómica, o molecular si es el caso.
