NÚMERO DE AVOGADRO Y EL CONCEPTO DE MOL
OBJETIVO:
Obtener experimentalmente el número de Avogadro.
INTRODUCCION:
Muchos objetos no se cuentan individualmente sino en grupos. Los huevos se compran por docenas, los refrescos en paquetes de seis y el pan para hamburguesas en paquetes de ocho. ¿Cómo se cuentan los grupos de átomos y moléculas? Puesto que los átomos y las moléculas son muy pequeños, deducimos que los grupos que podamos contar deben ser muy grandes. Una mol de una sustancia se define como la suma de las masas atómicas de los átomos individuales que constituyen una molécula expresada en gramos. ¿Cuántas moléculas están en una mol de cualquier sustancia? El número debe ser aproximadamente 6.022 x 1023, (602 200 000 000 000 000 000 000) que se conoce como el número de Avogadro, en honor del físico italiano Amadeo Avogadro (1776-1856). El número de Avogadro es una constante importante en la química y en la física, y se ha determinado experimentalmente por varios métodos.
En este experimento el número de Avogadro se determinará adicionando una gota de una solución de ácido esteárico disuelto en hexano sobre un portaobjetos. La solución de ácido esteárico se extenderá sobre la superficie del portaobjetos formando una capa molecular superficial (monocapa). Midiendo el área de la superficie de esta monocapa, y conociendo el peso molecular y la superficie que ocupa una molécula de ácido esteárico, se puede calcular cuántas moléculas de ácido esteárico están presentes en una mol y por lo tanto, el valor del número de Avogadro.
Ácido esteárico:
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 COOH
MATERIAL:
• portaobjetos. • pipeta Pasteur. • bulbo. • probeta de 5 mL. • regla graduada en mm.
REACTIVOS:
• solución de ácido esteárico en hexano 7.5x10-5 M.
PROCEDIMIENTO:
1. Lava, enjuaga y seca cuidadosamente tres portaobjetos y colócalos sobre una superficie perfectamente horizontal. No toques la superficie de los portaobjetos con los dedos, manéjalos por los cantos.
2. Usando una pipeta Pasteur, agrega la solución de ácido esteárico en hexano gota a gota en la probeta, contando el número de gotas necesarias para obtener el volumen exacto de 1 mL.
3. Repite el procedimiento anterior dos veces más y obtén el valor promedio de gotas en un mL. Registra el número de gotas de cada medición.
1) No. de gotas = ______ 2) No. de gotas = _______ 3) No. de gotas = _______
PROMEDIO = ___________ gotas / mL
4. Usando la pipeta Pasteur agrega una gota de solución de ácido esteárico sobre el portaobjetos. Espera que la gota desaparezca (el hexano se evapora), y observa la formación de cristales de ácido esteárico, lo cual indica que la monocapa se ha formado. Repite este procedimiento cinco veces. Con una regla mide el diámetro de cada una de las cinco monocapas formadas.
1) Diám.= _______ cm
2) Diám.= _______ cm
3) Diám.= _______ cm
4) Diám.= _______ cm
5) Diám.= _______ cm
DIAMETRO PROMEDIO = __________ cm
PREGUNTAS Y EJERCICIOS:
1. Con el diámetro promedio de las cinco monocapas, calcula el área de la monocapa mediante la ecuación: A = π d2 / 4 A = Área, d = diámetro promedio ( _______ cm)
Área de la monocapa =
2. Si se sabe que el área de la molécula de ácido esteárico es 2.1 x 10-15 cm2. ¿Cuántas moléculas de ácido esteárico hay en la monocapa?
Moléculas de ác. esteárico en la monocapa = Área de la monocapa
. Área de la molécula de ácido esteárico
Moléculas de ácido esteárico en la monocapa =
3. Divide 1 mL entre el número de gotas promedio obtenido en el experimento. Esto representa el volumen de una gota de solución de ácido esteárico, expresado en mL, que fue necesario para formar la monocapa.
Mililitros para formar la monocapa = 1 mL / No. promedio de gotas
Mililitros para formar la monocapa =
4. Calcula el peso molecular del ácido esteárico.
Peso molecular del ácido esteárico = g/mol
5. Convierte la concentración de la solución de ácido esteárico (7.5 x 10-5 M = 7.5 x 10-5 moles / litro) a gramos de ácido esteárico / mL).
7.5 x 10-5 moles / litro =
6. Multiplica los mililitros para formar la monocapa (Paso 3), por la concentración de la solución de ácido esteárico convertida a gramos de ácido esteárico / mL (Paso 4). Esto da por resultado el número de gramos de ácido esteárico en la monocapa.
Gramos de ácido esteárico en la monocapa =
7. Divide la respuesta del Paso 5 (Gramos de ácido esteárico en la monocapa) entre el peso molecular del ácido esteárico (Paso 4). Esto resulta en el número de moles de ácido esteárico en la monocapa.
Moles de ácido esteárico en la monocapa =
8. Calcula el número de Avogadro dividiendo el número de moléculas de ácido esteárico en la monocapa (Paso 2) entre el número de moles de ácido esteárico en la monocapa (Paso 7).
Número de Avogadro =
REPASO DE CONCEPTOS.
¿Qué tiene mayor masa: un mol de átomos de cobre o un mol de átomos de oro? ¿Por qué?
UAA
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