Definición de mol

El término mol deriva de la palabra molécula que, a su vez, procede del vocablo latino moleculum y significa “pequeña masa”.

El mol es una de las unidades del Sistema Internacional de Unidades destinada a medir la cantidad de sustancia. Según dicho sistema, existen siete magnitudes básicas, las cuales se corresponden con distintas unidades: longitud (metro), masa (kilogramo), tiempo (segundo), corriente eléctrica (Ampere), temperatura termodinámica (Kelvin), cantidad de sustancia (mol), e intensidad luminosa (candela).

En el ámbito científico, históricamente se han formulado nuevas unidades de medida cuando las que existían hasta el momento comenzaron a resultar inapropiadas e inútiles para determinada tarea.

En este sentido, la designación de esta unidad ha traído aparejadas grandes transformaciones en el campo de la química, puesto que, en dicho contexto, muchas veces el empleo de unidades como el gramo resultaban inadecuadas e insuficientes. El surgimiento del mol permitió determinar la cantidad de átomos o de moléculas de una muestra a partir del peso de esta misma.

Tomando como base el isótopo carbono-12, se ha definido en reiteradas ocasiones a un mol como la cantidad de algo que tenga el mismo número de partículas que pueden hallarse en 12.000 g de carbono- 12. Como veremos más adelante, dicho número se ha denominado número de Avogadro.

Todas las sustancias, ya sean elementos químicos, compuestos o materiales, están constituidas por diversas entidades elementales (tales como iones, electrones, átomos, moléculas, etc.). Como estas partículas son ínfimamente minúsculas y extremadamente numerosas, no resulta posible realizar un conteo individual de estas entidades en una muestra determinada, así como tampoco se puede pesar a cada una de ellas.

Esa es la razón por la cual se han desarrollado procedimientos para definir dicha cantidad de un modo ágil y simple. Así se ha estipulado una unidad, el mol, que describe esta cantidad adecuadamente. Es una unidad de uso frecuente para la realización de cálculos químicos.

La totalidad de los elementos que integran la tabla periódica cuenta con una masa atómica específica. En el caso del oxígeno, su masa atómica es de 15,999, y, la del hidrógeno, es 1,0079. Así, una molécula de agua (H₂O) -compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno- tiene una masa atómica de alrededor de 18. Asimismo, un mol de agua pura posee un peso aproximado de 18 g. Si deseáramos conocer la cantidad de moléculas que hay en esos 18 g de agua o, dicho de otra manera, en un mol de agua, podemos recurrir al número de Avogadro.

En 1909, el físico-químico francés Jean Baptiste Perrin (quien años más tarde ganaría el Premio Nobel de Física) dio en llamar número de Avogadro (N_a) a la cantidad de átomos existentes en un mol de hidrógeno (H). Con el tiempo, ese valor fue redefinido hasta generalizarse y vincular a la masa molar con la cantidad de sustancia.

Dicho de otra manera, un mol de sustancia incluye una cifra determinada de entidades elementales, cantidad que no varía según la sustancia o partícula en cuestión. A esa cantidad constante se la define como número de Avogadro, cuya equivalencia se expresa de la siguiente manera:

N_a = 6,02214076 × 10²³ (lo cual equivaldría a más de 600.000 trillones de partículas)

Este curioso y exorbitante número (6,02214076 × 10²³) es, por ejemplo, la cantidad de moléculas H₂ que hay en 2 g de H. Entonces, podemos decir que 1 mol de moléculas H₂ es igual 2 g de H, o que 1 mol de átomos H equivale a 1 g de hidrógeno. Lo mismo sería expresar que en 1 g de H existen 6,02214076 × 10²³ átomos de H.

De esta manera, podemos afirmar que:

• Un mol de X sustancia = 6,02214076 × 10²³ partículas (moléculas o átomos) de X sustancia
• Un mol de X sustancia = a la masa atómica (g) de X sustancia
• Un mol de X sustancia = al peso molecular de X sustancia

Un dato de color es la celebración, en Estados Unidos, del Día del Mol, todos los 23 de octubre desde las 6:02 am hasta las 6:02 pm, en honor a los dígitos que integran el número de Avogadro.

Cálculo del mol.

En resumen, un mol es un número fijo de partículas de determinada sustancia que expresa el peso de las partículas de dicha sustancia. Según se trate de átomos o moléculas, hablaremos del peso en términos de masa atómica o masa molecular, expresado en gramos.

Por ejemplo, el elemento Oro (Au) tiene una masa atómica de 196,97 y contiene 6,022 × 10²³ átomos de oro (o 1 mol de átomos de oro).

Para obtener la masa molecular es preciso sumar las masas atómicas de los elementos en cuestión, multiplicándolos por la cantidad de veces en que se presenta. La masa de un mol molecular representa el mismo número.

Volviendo al ejemplo del agua, podemos decir que el compuesto H₂0 tiene una masa molar de aproximadamente 18 gramos y contiene:

6,022 × 10²³ moléculas de agua (H₂0)
6,022 × 10²³ átomos de oxígeno (0₂)
12,044 × 10²³ átomos de hidrógeno (H)

Cabe aclarar que la masa molecular hace alusión a una molécula individual y, por su parte, la masa molar refiere a un mol de moléculas.

Todo esto es importante porque, a la hora de realizar el cálculo de un mol, es preciso obtener un dato fundamental: la masa atómica o la masa molecular del elemento o compuesto en cuestión. Si queremos saber cuántos moles de partículas hay en una sustancia, tendremos que hacer una fracción que vincule la masa de esa sustancia sobre la masa molecular o sobre la masa atómica de dicha sustancia.

Constante de Avogadro.

En el ámbito de la química, se llama Constante de Avogadro al factor de proporcionalidad que vincula el número de entidades elementales (por lo general, se trata de átomos o moléculas) que constituyen una sustancia, y la cantidad (un mol) de dicha sustancia.

El nombre de esta cifra procede de Amedeo Avogadro, científico italiano que a comienzos del siglo XIX determinó que un gas -a una presión específica y a una cierta temperatura- cuenta con un volumen proporcional a la cantidad de partículas (átomos o moléculas), sin importar de qué sustancia o tipo de gas se trate.

Actualmente, se emplea el nombre Constante de Avogadro en vez de número de Avogadro. La primera maneja unidades de medida, mientras que la segunda es adimensional.

Citar este artículo

Lehrer, L. (31 de octubre de 2022). Definición de mol. El origen del término, el modo de calcularlo y la Constante de Avogadro. Definicion.com. https://definicion.com/mol/