Pesos atómicos

¿MI pregunta es conscisa
como se determinan los pesos atómicos?
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El método clásico es el Método de Cannizaro:
Método de Cannizzaro
La determinación del peso molecular de los compuestos de un elemento dado permite hallar fácilmente su peso atómico. Puesto que los átomos son indivisibles, en una molécula hay, necesariamente, un número entero de átomos de cada clase y, casi siempre, un número entero sencillo. Si se determina el peso molar de los compuestos de. Un elemento y, por análisis, se averigua la cantidad de elemento que existe en dichos pesos molares, las cantidades halladas son múltiplos sencillos del peso atómico gramo correspondiente (peso atómico expresado en gramos) y, por consiguiente, este peso atómico será, muy probablemente, el máximo común divisor de todas aquellas cantidades. El método se debe a CANNIZZARO por ser este químico el primero que reconoció la significación del Principio de Avogadro y su aplicación a la determinación de pesos moleculares y atómicos. También se conoce como método del máximo común divisor
Actualmente se usa la espectroscopia de masas. El espectrógrafo de masas separa las partículas cargadas eléctricamente en función de su masa. Esto permite separar y cuantificar la masa, no solo de los elementos, sino también de sus isotopos.
Espero haberte servido de ayuda y siéntete libre de pedir cualquier aclaración.
No te olvides puntuar y finalizar la pregunta.
Un saludo
¿Y cómo se determinar el peso molecular o peso molar?
Como se averigua la cantidad de elemento que existe en dichos pesos molares
¿No hay respuesta?
Perdona, pero es que estaba totalmente convencido que te había contestado, y no era así, sino que había preparado la respuesta en el word y no había contestado la pregunta.
Los pesos moleculares se pueden obtener de muy diversas maneras, te contaré unos cuantos para darte una idea general.
Si se conoce la fórmula molecular de una molécula, su peso molecular se calcula a partir de los pesos atómicos de los elementos que la constituyen. Así para una molécula AaBbCc..Nn (las minusculas son subíndices), el peso molecular será a*(peso atómico A) + b*(peso atómico B) + c*(peso atómico C) + . + n*(peso atómico N).
Este es un mero ejercicio académico y se usa para averiguar si la fórmula molecular propuesta es la correcta por comparación del resultado con el peso molecular obtenido experimentalmente.
Existen diversos métodos para medir pesos moleculares en función del tipo de sustancia. Te comentaré algunos.
-Determinación pesos moleculares por crioscopía:
El peso molecular de un soluto se determina a partir del descenso en la temperatura de congelación de un disolvente que se produce al disolver un soluto en él.
En general, cuando un soluto (s) se disuelve en un disolvente líquido (d), el punto de congelación de éste disminuye. Este fenómeno es una de las propiedades coligativas, es decir, una propiedad cuya magnitud depende primariamente del número de moles del soluto disuelto con relación a una determinada cantidad de disolvente.
Supongamos una pequeña cantidad de soluto disuelta en un disolvente, que se encuentra en equilibrio con el disolvente sólido. El descenso crioscópico, DTc, se define como:
Tc = Kc* ms=Kc*Ps/(Pd*Ms)
Donde Kc es la constante crioscópica del disolvente
ms es la modalidad del soluto.
Ms es el peso molecular del soluto
Así, si en un experimento se mide Tc para diferentes disoluciones que contienen diferentes pesos Pues de soluto disueltos siempre en el mismo peso Pd del disolvente se obtendrá una recta al representar Tc frente a Pues de cuya pendiente se puede calcular el peso molecular Ms del soluto.
-Determinación pesos moleculares por ebulloscopia:
Este método es similar al anterior, pero midiendo el aumento en la temperatura de ebullición de un disolvente al disolver diferentes cantidades de un soluto.
Tb = Kb*ms
También se puede obtener el peso molecular de un soluto a partir de velocidades de difusión por ósmosis, velocidad de sedimentación, etc. Los resultados más exactos los proporciona la espectroscopia de masas.
Para gases se puede usar la ecuanción de estado del gas ideal, o cualquier otra ecuación de estado de los gases.
P*V= n*R*T=(m/PM)*R*T
PM= densidad* R*T/P
Así midiendo la densidad de un gas, podemos determinar su peso molecular.
Esto también es útil para líquidos. Se lleva a ebullición a un líquido y si mide el volumen que se ha evaporado, pudiendo así obtener su densidad y después su peso molecular.
Para proteínas y polímeros existen también diversas técnicas cromatográficas, que van desde la cromatografía por exclusión de gel, en el que los polímeros se separan en función de su tamaño (directamente proporcional al peso molecular) hasta técnicas de electroforesis.
En cuanto a tu pregunta de cómo se averigua los elementos presentes en una molécula te diré que es bastante complicado.
Los métodos clásicos implicaban reacciones catalíticas para romper la molécula en los elementos constituyentes y luego los identificaban con marchas analíticas.
Por ejemplo, para moléculas orgánicas se sometían a oxidación o combustión, luego se recogían los gases, CO2 y H20 se determinaba la cantidad (por ejemplo, determinando el aumento de peso producido en filtros selectivos de ambas sustancias) y a partir de ahí se determina la cantidad de C, H y O presente en la sustancia.
Para determinar la fórmula empírica, hemos de seguir los siguientes pasos:
1º) tomamos una masa determinada del compuesto;
2º) determinamos las masas de los elementos químicos que forman el compuesto;
3º) calculamos el número de moles de cada elemento químico;
4º) obtenemos la relación, en números enteros, entre los elementos que constituyen el compuesto. Para esto se divide por el número de moles más pequeño. Los números obtenidos serán los subíndices de la fórmula empírica.
Actualmente se utilizan métodos espectrofotométricos y cromatográficos. Para identificar que elementos están formando parte de una molécula se usa la espectrofotometría infrarroja, Raman y alguna más.
A partir del espectro se identifican las distintas bandads, que corresponden a átomos o grupos de átomos.
La espectroscopia de masas ha supuesto un gran avance, ya que permite la cuantificación, no solo la identificación. Pero es una técnica muy complicada y difícil de explicar. Te diré que se basa en la descomposición de una molécula en los átomos que la forman, estos átomos se separan en función de su relación carga-masa atómica, lo que permite su identificación.
LA determinación de la composición elemental de una molécula no es una tarea sencilla y muchas veces requiere del uso de varias técnicas, primero para identificar que elementos hay (usando espectroscopia infrarroja, raman, resonancia magnética nuclear) y luego para cuantificar el nº de átomos (espectrometría de masas).
Me gustaría explicarte algo más de la espectrometría de masa, pero es una técnica analítica muy sofisticada y como no se que nivel de química tienes no se como contártelo.
Si no te he contestado lo que querías o tienes alguna duda, pregunta otra vez. Si me cuentas el motivo de tu pregunta (simple curiosidad, una duda de una asignatura, .), puedo enfocar la respuesta a algo más técnico o menos.
Un saludo y disculpa por creer que te había contestado.
Si lo mio es pura curiosidad, quireo saber como se hallaron los pesos que están en la tabla periódica.
¿Cómo es que se sabe que 12 g de carbono contiene un mol del átomos de carbono?
Te voy a transcribir parte de un libro de química que explica todo el tema.
Escala de pesos atómicos.-
En el siglo XIX no era posible experimentalmente determinar los pesos atómicos. Como consecuencia de la ley de las proporciones definidas se podía determinar el valor de los pesos atómicos relativos entre los átomos que se combinasen.
Por ejemplo, si se separaba el agua en sus elementos constituyentes (hidrógeno y oxígeno) indicaban que 100 gramos de agua contenían 11.1 gramos de hidrógeno y 88.9 gramos oxígeno:
Un poco más tarde los químicos descubrieron que el agua estaba constituida por dos átomos de H por cada átomo de O.
Por tanto, al analizar la reacción de arriba, nos encontramos que en los 11.1 g de Hidrógeno hay el doble de átomos que en 88.9 g de Oxígeno.
De manera que 1 átomo de O debe pesar alrededor de 16 veces más que 1 átomo de H:
En 1801 Dalton eligió como patrón de referencia el H, por ser el elemento más ligero, y le dio el valor de 1. A partir de él se estableció la escala de pesos atómicos relativos al H tomado como 1.
Por ejemplo, para el compuesto cloruro de hidrógeno, se conoce experimentalmente que la relación entre las masas de los elementos cloro y hidrógeno que se combinan para formar el compuesto tiene un valor de 35,453 luego la relación entre las masas o pesos de sus átomos respectivos estará en la misma relación:
Masa de Cl/masa de H = 35,453 = peso atómico de Cl/peso atómico de H
Si tomamos el peso atómico del H como 1 tendremos que el peso atómico del Cl es 35,453 veces mayor que el del H.
En 1903 una Comisión Internacional tomó como patrón el O, ya que éste se combina con todos los elementos y forma compuestos más estables y para no alterar los valores de la tabla se le dio al patrón O el valor 16.
Con el descubrimiento de los isotopos en 1919 por Aston, mediante el espectrómetro de masas, se determinó que el oxígeno natural está constituido por tres isotopos. Siendo la abundancia isotópica, es decir, el porcentaje en número de átomos de un isotopo en una muestra natural, del 99,762% en Oxígeno-16, del 0,038% en Oxígeno-17 y del 0,200% en Oxígeno-18. En la nomenclatura de isotopos el número de protones de un átomo se denomina por Z, el de neutrones por N y el número másico por A, donde A=Z+N.
Por lo que en realidad el peso atómico de un elemento no expresa el peso de todos los átomos de ese elemento, ya que todos no son iguales en masa.
En 1961 se acordó tomar como patrón un isotopo y se eligió el más abundante del carbono que es el llamado carbono-12, lo que supuso un cambio del 0,004% respecto de la tabla anterior. El carbono-12 (12C) se tomó como patrón o isotopo de referencia y se le asignó el valor exacto de 12 veces la unidad de masa atómica. Por tanto, la unidad de masa atómica es un doceavo de la masa de un átomo de carbono-12 (1,9926×10-23 g).
La Tabla Periódica de los elementos químicos:
El mol es una unidad fundamental del sistema internacional de unidades (S.I.) y es la unidad de la magnitud fundamental llamada "cantidad de sustancia".
En el SI de unidades, las unidades kg y m se usan para expresar propiedades como la masa y la longitud. Las recomendaciones oficiales nos dicen que el mol expresa la "cantidad" de sustancia presente en una muestra. La "cantidad" de sustancia de un sistema es una magnitud ligada al número de entidades elementales del sistema. Es decir, es una magnitud propia de una visión atómico-molecular de la materia. Así, dos muestras de materia tienen igual "cantidad" de sustancia cuando tienen igual número de átomos o de moléculas, aunque las masas sean distintas.
Los químicos se han opuesto a adoptar el término "cantidad" de sustancia y prefieren hablar del "número de moles" de sustancia.
Definición de mol en el SI: "Un mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales, es decir, átomos, moléculas, iones, etc., como átomos hay en 0,012 kg del isotopo de Carbono-12".
Es decir, un mol es el número de átomos que hay en 0,012 kg de carbono-12.
Número de Avogadro: Es el número de entidades elementales que contiene 1 mol. Las determinaciones más recientes le dan el valor de N0=6,02205×1023. El número es adimensional.
Constante de Avogadro: NA=6,02205×1023 mol-1.
Es una constante que nos da la proporcionalidad entre el número de entidades elementales de un sistema N y la "cantidad" de sustancia n, o número de moles de sustancia del mismo. N = n×NA
Definición de unidad de masa atómica (u): "La unidad de masa atómica es la doceava 1/12 parte de la masa de un átomo de Carbono-12"
La Relación entre la masa m de un elemento químico, la cantidad de sustancia n del elemento y el
Número N de átomos es:
n=m/Peso atómico
N = n×NA
Definición de peso atómico: "El peso atómico de un elemento químico es la relación entre su masa atómica -la media ponderada de las masas atómicas de sus isotopos- y la unidad de masa atómica.
Es decir, el peso atómico es la masa atómica media relativa". Luego el peso atómico es un número adimensional.
Masa atómica molar: "Es la masa de un mol de átomos de un elemento químico".
Por tanto, es el producto de la masa atómica ponderada de un elemento por la constante de Avogadro y equivale al peso atómico del elemento en unidades g/mol:
El peso molecular de un compuesto químico determinado es la suma de los pesos atómicos de
Los elementos que formen el compuesto multiplicados por su coeficiente estequiométrico.
Espero que esto haya solucionado tus dudas.
Un saludo
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