Convertidor de Moles - Convertir Moles a Átomos y Moléculas

¿Qué es un convertidor de moles?

Un conversor de moles es una herramienta que convierte entre moles y el número de partículas (átomos, moléculas o iones) de una muestra. Usa el número de Avogadro, de aproximadamente 6,022 × 10²³, que es la cantidad de partículas que hay en un mol de cualquier sustancia.

Los átomos y las moléculas son demasiado pequeños y numerosos para contarlos uno por uno. Los químicos resuelven esto contando en moles en lugar de partículas individuales, del mismo modo que quien compra huevos los pide por docenas y no de uno en uno.

¿Qué es el número de Avogadro?

El número de Avogadro es la cantidad de partículas elementales que hay en un mol de una sustancia: unas 6,022 × 10²³. Debe su nombre al científico italiano Amedeo Avogadro, aunque él nunca estimó el valor.

Desde 2019, el número está fijado por acuerdo internacional en exactamente 6,022 140 76 × 10²³ por mol, como parte de una redefinición del sistema de unidades SI. El valor no tiene incertidumbre de medición. Esta calculadora usa el valor exacto y muestra los resultados con siete cifras significativas. Para cálculos aproximados a mano, 6,022 × 10²³ es suficientemente cercano.

Fórmulas de conversión de moles

Dos fórmulas abarcan todas las conversiones que realiza esta calculadora.

De moles a partículas

$\text{Partículas} = \text{Moles} \times 6.02214076 \times 10^{23}$

Multiplica el número de moles por el número de Avogadro para obtener el número de átomos o moléculas.

De partículas a moles

$\text{Moles} = \frac{\text{Partículas}}{6.02214076 \times 10^{23}}$

Divide el número de partículas por el número de Avogadro para obtener el número de moles.

Cómo usar la calculadora de conversión de moles

Para convertir moles en átomos o moléculas:

1. Elige un tipo de partícula: átomos o moléculas.
2. Introduce el número de moles.
3. El número de partículas aparece automáticamente.

Para convertir átomos o moléculas en moles:

1. Elige un tipo de partícula: átomos o moléculas.
2. Introduce el número de partículas. Se acepta la notación científica, como 3.011e23.
3. El número de moles aparece automáticamente.

La calculadora cambia a la notación científica para los resultados muy grandes o muy pequeños, de modo que no aparezcan largas cadenas de ceros en pantalla.

Ejemplos resueltos

Los resultados siguientes son los valores que muestra la calculadora, calculados con la constante exacta.

Ejemplo 1: de moles a moléculas. ¿Cuántas moléculas de agua hay en 0,05 moles de agua?

$0.05 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 3.011070 \times 10^{22} \text{ moléculas}$

Ejemplo 2: de átomos a moles. ¿Cuántos moles hay en 1,204428 × 10²⁴ átomos de carbono?

$\frac{1.204428 \times 10^{24}}{6.02214076 \times 10^{23}} = 2.0 \text{ mol}$

Ejemplo 3: de moles a átomos. ¿Cuántos átomos de sodio hay en 0,25 moles de cloruro de sodio (NaCl)?

$0.25 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.505535 \times 10^{23} \text{ átomos}$

Esto da únicamente el número de átomos de sodio. También hay un número igual de átomos de cloro, ya que cada unidad de NaCl contiene un átomo de cada elemento.

Errores frecuentes en las conversiones de moles

Confundir átomos con moléculas. Un mol de agua (H₂O) contiene 6,022141 × 10²³ moléculas, pero cada molécula tiene 3 átomos, así que en total contiene 1,806642 × 10²⁴ átomos.

Ignorar los coeficientes de la ecuación. En 2H₂ + O₂ → 2H₂O, el coeficiente 2 delante de H₂ significa 2 moles de hidrógeno gaseoso, es decir, 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ moléculas, y no la cantidad correspondiente a un solo mol.

Olvidar la disociación en disolución. Disolver 1 mol de NaCl en agua produce 1 mol de iones Na⁺ y 1 mol de iones Cl⁻, es decir, 2 moles de partículas disueltas en total.

Redondear demasiado pronto el número de Avogadro. Usar 6 × 10²³ en lugar de 6,022 × 10²³ introduce un error que aumenta a lo largo de un cálculo con varios pasos.

Contar dos veces la notación científica. Un valor escrito como 3.011e23 ya incluye × 10²³. No debe multiplicarse otra vez por el número de Avogadro.

Historia del mol y del número de Avogadro

En 1811, Amedeo Avogadro propuso que volúmenes iguales de gas a la misma temperatura y presión contienen el mismo número de moléculas, una idea que ayudó a separar los conceptos de átomo y molécula. No conocía la cantidad real de partículas.

En 1865, Johann Josef Loschmidt hizo la primera estimación del número de moléculas que hay en un centímetro cúbico de gas. A partir de ella se calculó después el número de moléculas de un mol. A principios del siglo XX (los años 1900), el físico francés Jean Perrin confirmó mediante experimentos que las moléculas son reales, en parte gracias a su estudio del movimiento browniano. Por este trabajo sobre «la estructura discontinua de la materia» recibió el Premio Nobel de Física de 1926.

El químico Wilhelm Ostwald introdujo el término «mol». El mol pasó a ser una unidad básica del SI en 1971, y entonces se definía como la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. En 2019, el SI se redefinió de modo que el propio número de Avogadro pasó a ser el punto de referencia fijo. Ahora un mol contiene exactamente 6,022 140 76 × 10²³ entidades elementales.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un mol en química? Un mol es la unidad del SI para la cantidad de sustancia. Un mol siempre contiene 6,022 140 76 × 10²³ entidades elementales, sean átomos, moléculas o iones. Antes de 2019, el mol se definía de modo que un mol de átomos de carbono-12 tuviera una masa de exactamente 12 gramos. Desde 2019, esa masa es muy cercana a 12 gramos, pero ya no es exacta. En ambos casos, los químicos pueden contar partículas pesándolas.

¿Cómo se calcula el número de átomos a partir de los moles? Multiplique el número de moles por el número de Avogadro. Por ejemplo, 2 moles de carbono contienen 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ átomos.

¿Cómo se calcula el número de moles a partir de una cantidad de partículas? Divida la cantidad de partículas entre el número de Avogadro. Por ejemplo, 3,011070 × 10²³ moléculas de agua son 3,011070 × 10²³ ÷ 6,02214076 × 10²³ = 0,5 moles de agua.

¿El número de Avogadro es el mismo para todas las sustancias? Sí. Un mol de cualquier sustancia contiene 6,022 140 76 × 10²³ partículas. Lo que varía entre sustancias es la masa molar, la masa de un mol, que se mide en gramos por mol.

¿Cuál es la diferencia entre contar átomos y contar moléculas? La aritmética es la misma, pero el tipo de partícula importa. Un mol de agua son 6,022141 × 10²³ moléculas. Como cada molécula de agua contiene 3 átomos, la misma muestra contiene 1,806642 × 10²⁴ átomos.

¿Por qué el número de Avogadro es tan grande? Los átomos individuales tienen una masa extremadamente pequeña, así que hace falta un número enorme de ellos para que la masa total sea suficiente para medirla en una balanza de laboratorio. El número de Avogadro es el valor concreto que hace que las unidades de masa atómica correspondan a gramos por mol.

Referencias

1. National Institute of Standards and Technology (NIST). CODATA Value: Avogadro constant. Constante de Avogadro — N_A = 6,022 140 76 × 10²³ mol⁻¹, exacta.
2. International Bureau of Weights and Measures (BIPM). SI base unit: mole. Mol — un mol contiene exactamente 6,022 140 76 × 10²³ entidades elementales.
3. National Institute of Standards and Technology (NIST). Redefining the Mole. Redefinición del mol — hipótesis de Avogadro sobre volúmenes iguales; mol incorporado al SI en 1971; antigua definición basada en el carbono-12.
4. Masaryk University, Loschmidt Laboratories. Physics Work of Josef Loschmidt. Trabajo de Josef Loschmidt en física — la hipótesis de Avogadro de 1811, su falta de una estimación y la estimación de Loschmidt de 1865.
5. Nobel Prize Outreach. Jean Baptiste Perrin – Facts. Datos sobre Perrin — Premio Nobel de Física de 1926; experimentos sobre el movimiento browniano.