¿Cómo calcular la masa molar de la molécula de O2 (oxígeno)?

Masa molar de O2 (molécula de oxígeno): En el universo y en la Tierra, el oxígeno es uno de los elementos más abundantes. Es importante conocer la masa molar del oxígeno porque el número atómico del oxígeno es ocho y la masa molar del oxígeno es de aproximadamente 15,9994. Comprender qué es la masa molar y cómo se relaciona con los cálculos en química nos ayudará a comprender por qué es importante conocer la masa molar del oxígeno. Los compuestos también se pueden medir utilizando el concepto de masa molar. Para una molécula (por ejemplo, nitrógeno, N2), la masa es igual a la suma de las masas atómicas de los dos átomos de nitrógeno. En cuanto al nitrógeno, su masa atómica es simplemente (14.01 + 14.01) = 28.02 amu.

La masa atómica de un elemento es simplemente la suma de las masas atómicas de todos sus átomos constituyentes. Este resultado se llama masa molecular de una molécula. En otras palabras, el N2 tiene una masa molar de 28,02 gramos por mol. Cuando se hace referencia a compuestos que no son moleculares (compuestos iónicos), el término “masa molecular” es inapropiado y, en su lugar, generalmente se usa “masa de fórmula”. Los compuestos iónicos no tienen moléculas individuales. Sin embargo, si hablamos de un mol de un compuesto iónico, seguiremos usando el término masa molar. Por lo tanto, la masa de fórmula del hidrogenocarbonato de calcio es 117,10 amu y la masa molar del hidrogenocarbonato de calcio es de 117,10 gramos por mol (g / mol).

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Masa molar de O2 (molécula de oxígeno)
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Masa molar de O2 (molécula de oxígeno)

La masa molecular de un elemento se define como la suma de las masas de sus elementos constituyentes. Para calcular la masa de la molécula, multiplique la masa atómica de un elemento por el número de átomos en la molécula y luego sume las masas de todos los elementos en la molécula.

Masa molar o peso molecular de O2

La molécula de O2 consta de dos átomos.

Un átomo de oxígeno tiene una masa de 16 uma.

Una molécula de O2 tiene una masa de 2 × 16 = 32 uma.

Masa de una molécula de oxígeno

⇒ 32 / constante de Avogadro (6,02214076 × 1023)

⇒ 5,31 × 10-23 g.

¿Qué es la masa molar?

La masa molar de una sustancia química es la masa que posee un mol de esa sustancia, la masa que posee un mol de una sustancia determinada. En el caso de los lunares, sin embargo, esta definición no ayuda mucho. Un mol es una unidad de medida que se usa para indicar la cantidad de una sustancia.

Los científicos usan los lunares como una forma de medir la cantidad de entidades elementales que se encuentran en una muestra de sustancias químicas. Los átomos y las moléculas son entidades básicas. Hay el mismo número de entidades elementales dentro de un mol de carbono 12 que átomos. Como resultado, el número de átomos es 6.02214076 × 1023, que se llama número de Avogadro.

El número de Avogadro y el lunar son conceptos importantes en química. Las reacciones químicas involucran miles de millones de átomos que interactúan entre sí y se reorganizan; sin embargo, sería imposible representar el movimiento de miles de millones de átomos.

A pesar de eso, los científicos todavía necesitan una unidad de medida que pueda representar miles de millones de entidades elementales. Al representar 6.02214076 × 1023 átomos, los moles se utilizan en cálculos químicos. Se hace para que el peso se pueda comparar con el número de átomos dentro de la sustancia (como se define por el número de moles), ya que es más fácil seguir el peso que el número de átomos en la muestra química.

Los cálculos que involucran más de una sustancia química requieren el uso del número y los moles de Avogadro. Para comprender cómo interactúan los productos químicos y cómo interactúan las moléculas dentro de las muestras químicas, se debe utilizar el número de Avogadro. Aquí hay un ejemplo de cómo los moles pueden simplificar la representación y el cálculo químico.

Cada molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno, por lo que un mol de agua está compuesto por un mol de oxígeno y dos moles de hidrógeno. Esta relación se puede representar de la siguiente manera:

1 mol de H2O = 2 × 6.02214076 × 1023 de hidrógeno + 6.02214076 × 1023 de oxígeno.

En resumen, la masa que constituye un mol de una sustancia será igual a su peso molecular. El agua, por ejemplo, tiene un peso molecular de 18.015 unidades de masa atómica y un mol pesa aproximadamente 18.015 gramos.

La importancia de la masa molar de O2 y otras moléculas

Para determinar la masa molecular de una sustancia, se puede usar su masa molar para determinar cuántos moles hay en una muestra de esa sustancia. Es imposible medir directamente el número de moles en una muestra sin conocer la masa molar de la sustancia.

Por cada mol de una sustancia, hay una masa definida, y por cada ion o átomo de la sustancia, hay otra masa. En el caso de un elemento puro, la masa atómica es igual a la masa de una molécula del elemento. Es cierto independientemente de cómo se haga el cálculo, ya sea en unidades de masa atómica o en gramos por mol.

La masa molar de una sustancia se calcula dividiendo su masa por su cantidad. Por lo general, el resultado de este cálculo se expresa en gramos por mol. Hay alrededor de 47,88 unidades de masa atómica en un mol de titanio, por lo que su masa molar es de 47,88 gramos. La relación entre el número de Avogadro y la masa molar indica que 7,88 g de titanio contienen 6,02214076 × 1023 átomos de titanio.

En gramos por mol, la masa molar característica de un elemento es igual a su masa atómica. También puede determinar la masa molar de una sustancia tomando la constante de masa molar, que es 1 g por mol, y multiplicándola por la masa atómica. Después de eso, debes sumar la masa atómica de cada átomo constituyente. Esto debería darle la masa molar de un compuesto que contiene una variedad de átomos.

Por ejemplo, si desea encontrar la masa molar de NaCl, deberá encontrar las masas atómicas de sodio y cloro. La masa atómica del cloro es 35,45 g por mol, mientras que la masa atómica del sodio es 22,99 g por mol. 58,44 g por mol es el resultado de combinar estas dos masas.

Estructura del oxígeno

El oxígeno es un elemento separado, que tiene una fórmula química de un solo átomo de oxígeno. Cuando se encuentra en la atmósfera, su forma más común es la de O2, que se forma cuando dos átomos de oxígeno se combinan. Oxígeno diatómico es el nombre que se le da a esta formación.

Los dos átomos de oxígeno en el oxígeno diatómico están unidos mediante una configuración de electrones conocida como triplete de espín. La configuración de electrones de triplete de espín tiene un orden de enlace de dos, y a menudo se la denomina doble enlace en las descripciones. Los enlaces triplete de espín también se pueden describir como una combinación de dos enlaces de tres electrones y un enlace simple de dos electrones.

El triplete de oxígeno es el estado fundamental de la molécula de oxígeno diatómico, no O3 ni ozono. Su configuración electrónica consiste en dos electrones desapareados que ocupan dos orbitales moleculares degenerados. El oxígeno diatómico tiene un enlace más débil que el nitrógeno diatómico. Hay algunos orbitales antienlazantes en un enlace de nitrógeno diatómico, pero no hay orbitales antienlazantes.

Propiedades físicas del oxígeno

El nitrógeno es menos soluble en agua que el oxígeno porque tiene aproximadamente una molécula de oxígeno por cada dos moléculas de nitrógeno. La solubilidad del oxígeno en agua depende de su temperatura. A 20 ° C, el agua disuelve la mitad de oxígeno que a 0 ° C, disolviendo 7,6 mg / L frente a 14,6 mg / L. Para un litro de agua dulce a una atmósfera estándar y 25 ° C, hay aproximadamente 6.04 mL de oxígeno. En las mismas condiciones atmosféricas, el agua de mar contiene solo 4,95 ml de oxígeno por litro.

El oxígeno se congela a 54,36 K (−218,79 ° C, −361,82 ° F), mientras que se condensa a 90,20 K (−182,95 ° C, −297,31 ° F). Como resultado de la absorción de longitudes de onda rojas, el oxígeno tiene una coloración azul clara tanto en su forma sólida como líquida.

Propiedades químicas del oxígeno

El oxígeno no tiene olor, sabor ni color. El oxígeno en la atmósfera se forma a presiones y temperaturas regulares / estándar. Según la tabla periódica, el oxígeno pertenece al grupo de los calcógenos. Los compuestos de oxígeno también se pueden formar muy fácilmente con la mayoría de los elementos adicionales, lo que lo convierte en un elemento altamente reactivo.

El oxígeno tiene la segunda mayor electronegatividad de todos los elementos reactivos, solo superado por el flúor. El oxígeno también es un oxidante fuerte. En el universo, el oxígeno es el elemento con mayor abundancia después del helio y el hidrógeno. Aproximadamente la mitad de la corteza terrestre también está formada por oxígeno, que es el elemento más abundante en masa en la corteza.

La presencia de oxígeno libre en la Tierra solo puede explicarse por el proceso fotosintético que llevan a cabo los organismos vivos, ya que el oxígeno libre es altamente reactivo químicamente. A medida que las plantas utilizan la energía del sol y el agua para producir energía utilizable, producen oxígeno elemental. Se cree que hace aproximadamente 2.500 millones de años, el oxígeno diatómico apenas comenzaba a acumularse en la atmósfera debido a la aparición de organismos fotosintéticos.

Usos del oxígeno

El oxígeno se utiliza de diversas formas. Los seres humanos y los sistemas biológicos lo utilizan para una variedad de propósitos médicos e industriales. Las mitocondrias de la célula utilizan oxígeno para generar trifosfato de adenosina o ATP. Esto ocurre como resultado de un proceso conocido como fosforilación oxidativa, que es vital para la creación de energía dentro de la célula. Las especies reactivas de oxígeno como el peróxido de hidrógeno o H2O2 y el superóxido 02 negativo son subproductos del uso de oxígeno dentro de las células vivas.

En lo que respecta al uso médico del oxígeno, la oxigenoterapia implica el proceso de aumentar el contenido de oxígeno en la sangre y el sistema circulatorio de una persona. El oxígeno aumenta el flujo sanguíneo en el cuerpo, lo que disminuye la resistencia al flujo sanguíneo que se encuentra en muchas enfermedades pulmonares.

Por tanto, el corazón está menos estresado. Para tratar complicaciones cardíacas como insuficiencia cardíaca congestiva y neumonía, generalmente se prescribe oxigenoterapia. Las cámaras hiperbáricas aumentan la presión de oxígeno alrededor de un individuo, lo que le permite respirar oxígeno. Estas cámaras hiperbáricas se utilizan generalmente en entornos con poco oxígeno.