La masa atómica relativa y la masa molecular relativa son conceptos fundamentales en química que permiten comparar las masas de los átomos y las moléculas en relación con una referencia estándar. Estos conceptos son esenciales para entender las propiedades de los elementos y compuestos químicos.
Objetivo de aprendizaje
- Comprender y aplicar los conceptos de masa atómica relativa y masa molecular relativa en la química.
1. Masa atómica relativa (Aᵣ)
La masa atómica relativa es una medida adimensional que compara la masa de un átomo de un elemento con una doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12 (¹²C). El carbono-12 se usa como referencia porque tiene exactamente 12 unidades de masa atómica (u), lo que facilita los cálculos y comparaciones.
La masa atómica relativa de un elemento se obtiene promediando las masas de sus isótopos naturales, ponderadas por sus abundancias relativas.
masa atómica relativa = ∑(fracción de abundancia × masa del isótopo)
Ejemplo: Cálculo de la masa atómica relativa para el cloro.
Por ejemplo, para el cloro (Cl), que tiene dos isótopos principales:
- Cloro-35 (³⁵Cl): Masa de 34,96885 uma, con una abundancia del 75,77%.
- Cloro-37 (³⁷Cl): Masa de 36,96590 uma, con una abundancia del 24,23%.
La masa atómica relativa del cloro se calcula así:
masa atómica relativa del cloro = (0,7577 × 34,96885) + (0,2423 × 36,96590) = 35,453uma
2. Masa molecular relativa (Mᵣ)
La masa molecular relativa es la suma de las masas atómicas relativas de los átomos en una molécula. Al igual que la masa atómica relativa, es una medida adimensional que facilita la comparación de las masas de diferentes moléculas.
Para calcular la masa molecular relativa, se suman las masas atómicas relativas de todos los átomos presentes en la molécula.
La fórmula para calcular la masa molecular relativa (Mr) de un compuesto es la siguiente:
Mr = ∑(ni × Ar(i))
donde:
- ni es el número de átomos del elemento i en la molécula.
- Ar(i) es la masa atómica relativa del elemento i.
Ejemplo: Calculo de la masa molacular relativa para el agua (H₂O)
La masa atómica relativa del hidrógeno (H) es 1,008 y la del oxígeno (O) es 16,00. La masa molecular relativa del agua se calcula así:
Mr(H2O) = (2 × 1,008) + (1 × 16,00) = 18,016
3. Importancia de la masa atómica y molecular relativa
Estos conceptos son cruciales en química porque permiten:
- Usar masas relativas para convertir entre gramos y moles.
- Balancear ecuaciones químicas: Asegurar que las proporciones de reactivos y productos son correctas.
- Determinar la composición porcentual de compuestos: Identificar cuánto de cada elemento está presente en un compuesto.
Ejercicios de práctica
1. Calcula las masas moleculares relativas de los siguientes compuestos:
a) SO₂
b) NH₃
c) C₂H₅OH
d) MgCl₂
e) Ca(NO₃)₂
f) CH₃(CH₂)₅CH₃
g) PCl₅
h) Mg₃(PO₄)₂
i) Na₂S₂O₃
j) CH₃CH₂CH₂COOCH₂CH₃