Relacin masa y volumen.

Una de las propiedades fsicas intensivas de la materia es la densidad que relaciona directamente proporcional la masa de una sustancia con el volumen que esta ocupa. Es preciso tener la misma muestra slida en diferentes tamaos de tal manera que se puede construir una grfica. Sabemos que la qumica estudia la materia, y toda porcin de materia se denomina cuerpo. Pues bien, la masa es la cantidad de materia de la que est formado un cuerpo.

Masa

La masa no es totalmente comprendida, de modo que se la define de dos formas distintas: la masa inercial mide la fuerza con la que un objeto se resiste a la aceleracin, mientras que la masa gravitacional mide la fuerza con la que un objeto atrae a otras cosas hacia s. No est claro por qu estos dos distintos tipos de masa son lo mismo, pero los experimentos confirman que es as. Hablando de manera estricta, una balanza mide el peso, pero convertir el peso a masa es un clculo muy sencillo.

Volumen

El volumen mide el tamao espacial de un objeto. Aunque la frmula utilizada para calcular el volumen depende de la forma del objeto y puede ser muy complicada, pensar en su ancho por su altura por su longitud nos da una idea bsica. Medir el volumen de un objeto puede ser a veces ms sencillo que calcularlo. Colocar un objeto en un recipiente grande con agua y medir el nivel de elevacin del agua puede resolver rpidamente el problema, sin importar la forma del objeto.

Ejemplo

Cuntos gramos de zinc se necesitan para producir 11.2 litros de hidrgeno, cuando este metal reacciona con cido clorhdrico.

Zn + 2HCI ZnCl2 + H2^

El peso de un mol de H es de 2 g y ocupa un volumen de 22.4 litros:

Zn = 65 g; 2 HCI = 72 g; ZnCl2 = 135 g; H2 = 2g.

Se lee la ecuacin: Una mol de zinc (65 g) reacciona con dos moles de HCI (72 g) y producen una mol de ZnCl2 (135 g) y una mol o un volumen-gramo de H2(2g o 22.4 litros).

stos datos se escriben abajo de la frmula y los datos del problema arriba de la frmula:

Xg 11.21

Zn + 2HCI ZnCI2 + H2^

65g 72g 135g 22.41

Se realiza una regla de tres con los datos del problema, eliminando los datos que no se necesitan:

Xg 11.21

Zn H2^

65g 22.41

X es a 65 gramos como 11.2 litros es a 22.4 litros

X=(11.2 IX65g)/22.4 I X= 32.5g de Zinc

Resultado: Se necesitan 32.5 gramos de zinc.

Ejercicio 2

Qu volumen de hidrgeno obtenido a 30 grados centgrados y 700 torr de presin se formar al reaccionar 50 gramos de aluminio con cido clorhdrico?

Primeramente planteas la ecuacin qumica y luego la balanceas para sacar las relaciones de masa:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

(54g) (219g) (267g) (6g)

Las masas respectivas en parntesis se obtienen de multiplicar la masa atmica de cada especie por el coeficiente estequiomtrico respectivo.

Como son 50 g de Al tenemos que los moles de H2 formado son:

50g Al x ((6g H2)/(54g Al)) = 5.56 mol de H2

Ahora con la ecuacin de los gases ideales, obtienes el volumen segn las condiciones dadas:

PV=nRT

V=(nRT)/P

V= (5.56 mol x 62.7 (torr x L)/(K x mol) x (30C + 273) K) / (700 torr)

V=150.90 L de H2