Convertidor de Moles - Convertir Moles a Átomos y Moléculas

¿Qué es un convertidor de moles?

Un convertidor de moles es una herramienta que permite pasar de moles al número de partículas (átomos, moléculas o iones) de una muestra, y viceversa. Utiliza el número de Avogadro, 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. Una sola gota de agua contiene más moléculas que estrellas en el universo observable. Los químicos resuelven este problema contando en moles en lugar de contar partículas individuales, del mismo modo que se compran huevos por docenas en vez de uno a 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: 6,022 × 10²³. Recibe su nombre del científico italiano Amedeo Avogadro, aunque él nunca calculó su valor.

Desde 2019, el número se ha fijado por acuerdo internacional exactamente en 6,022 140 76 × 10²³ por mol, como parte de una redefinición del sistema internacional de unidades. Para los cálculos cotidianos, 6,022 × 10²³ tiene precisión suficiente. Esta calculadora utiliza el valor exacto, 6,022 140 76 × 10²³, por lo que todos los dígitos que muestra son correctos.

Fórmulas de conversión de moles

Dos fórmulas abarcan todas las conversiones que realiza esta calculadora.

De moles a partículas

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

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

De partículas a moles

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

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.

Ejemplo resuelto

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

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

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

$\frac{1.204428 \times 10^{24}}{6.02214076 \times 10^{23}} = 2 \text{ mol}$

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

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

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 6,022 × 10²³ moléculas, pero cada molécula tiene 3 átomos, por lo que contiene 1,8066 × 10²⁴ átomos en total.

Ignorar los coeficientes de la ecuación. En 2H₂ + O₂ → 2H₂O, el coeficiente 2 delante de H₂ significa 2 moles de gas hidrógeno, o 2 × 6,022 × 10²³ = 1,2044 × 10²⁴ moléculas, no la cantidad correspondiente a un 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; esta idea ayudó a distinguir los conceptos de átomo y molécula. No conocía la cantidad real de partículas.

En la década de 1860, Johann Josef Loschmidt calculó el número de moléculas en un volumen fijo de gas y obtuvo una primera estimación relacionada con lo que se convertiría en el número de Avogadro. En 1909, el físico francés Jean Perrin midió experimentalmente la constante mediante observaciones del movimiento browniano. Perrin recibió el Premio Nobel de Física de 1926 en gran medida por este trabajo.

El químico Wilhelm Ostwald introdujo el término «mol» alrededor de 1896. El mol se convirtió en una unidad básica oficial del SI en 1971, definida entonces como la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. En 2019, el sistema internacional se redefinió de modo que el propio número de Avogadro se convirtiera en el punto de referencia fijo, establecido exactamente en 6,022 140 76 × 10²³ por mol.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un mol en química? El mol es la unidad del SI para la cantidad de sustancia. Un mol siempre contiene 6,022 × 10²³ entidades elementales, ya sean átomos, moléculas o iones. El número está definido de modo que un mol de átomos de carbono-12 tenga una masa de exactamente 12 gramos, lo que permite a los químicos contar partículas pesándolas.

¿Cómo se calcula el número de átomos a partir de una cantidad de moles? Multiplica el número de moles por el número de Avogadro. Por ejemplo, 2 moles de carbono contienen 2 × 6,022 × 10²³ = 1,2044 × 10²⁴ átomos.

¿Cómo se calcula el número de moles a partir del número de partículas? Divide la cantidad de partículas por el número de Avogadro. Por ejemplo, 3,011070 × 10²³ moléculas de agua equivalen a 3,011070 × 10²³ ÷ 6,02214076 × 10²³ = 0,5 moles de agua.

¿Es el número de Avogadro el mismo para todas las sustancias? Sí. Un mol de cualquier sustancia contiene 6,022 × 10²³ partículas. Lo que difiere entre las sustancias es la masa molar, es decir, la masa de un mol, medida en gramos por mol.

¿Cuál es la diferencia entre contar átomos y contar moléculas? La aritmética es la misma, pero importa el tipo de partícula. Un mol de agua contiene 6,022 × 10²³ moléculas. Como cada molécula de agua contiene 3 átomos, la misma muestra contiene 1,8066 × 10²⁴ átomos.

¿Por qué es tan grande el número de Avogadro? Los átomos individuales tienen una masa extremadamente pequeña, por lo que se necesita una cantidad enorme de ellos antes de que la masa total sea lo bastante grande para medirla a escala de laboratorio. El número de Avogadro es el valor específico que hace que las unidades de masa atómica correspondan a gramos por mol.

Referencias

1. Oficina Internacional de Pesas y Medidas. «El Sistema Internacional de Unidades (SI)» (9.ª ed., 2019).
2. Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D. y Bissonnette, C. «Química general: principios y aplicaciones modernas» (11.ª ed.). Pearson, 2017.
3. Jensen, W. B. «El origen del concepto de mol». Journal of Chemical Education, 87(10), 2010.
4. Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). «Constantes físicas fundamentales: constante de Avogadro».