Cómo calcular la masa atómica promedio: 8 pasos (con fotos)

Contenido

Pasos
- Parte 1 de 2: Cálculo de la masa atómica promedio
- Parte 2 de 2: Usando el resultado
Consejos
Advertencias
Artículos de primera necesidad

La masa atómica promedio no es una medida directa de un solo átomo. En cambio, es la masa promedio por átomo de una cantidad específica de un elemento dado. Si puede medir la masa de miles de millones de átomos individuales, podría calcular este valor de la misma manera que el promedio. Afortunadamente, existe un método más práctico que se basa en la información observada sobre la rareza de diferentes isótopos.

Pasos

Parte 1 de 2: Cálculo de la masa atómica promedio

Imagen titulada Find Average Atomic Mass Step 1

1. Comprender los isótopos y las masas atómicas. La mayoría de los elementos ocurren naturalmente en múltiples formas o isótopos. La única diferencia entre dos isótopos del mismo elemento es el número de neutrones por átomo y, por lo tanto, la masa atómica. La masa atómica promedio de un elemento tiene en cuenta estas variaciones y te da la masa promedio por átomo en una cantidad determinada de ese elemento.

Por ejemplo, el elemento plata (Ag) tiene dos isótopos naturales: Ag-107 y Ag-109 (o Ag y Ag). Los isótopos reciben el nombre del "número de masa", o la suma de protones y neutrones en un átomo. Esto significa que Ag-109 tiene dos neutrones adicionales por átomo en comparación con Ag-107 y, por lo tanto, un poco más de masa.

Imagen titulada Find Average Atomic Mass Step 2

2. Encuentra la masa de cada isótopo. Necesita dos tipos de información para cada isótopo, que puede buscar en un libro de referencia o en un recurso en línea, como elementos web.com. El primero es la masa atómica, o la masa de un átomo de cualquier isótopo. Los isótopos con más neutrones tienen más masa.

Por ejemplo: Por ejemplo, el isótopo Ag-107 (plata) tiene una masa atómica de 106,90509 divertir (unidad de masa atómica). El isótopo Ag-109 es ligeramente más pesado con una masa de 108.90470.

Los últimos lugares decimales pueden ser ligeramente diferentes dependiendo de la fuente. No incluya números entre paréntesis después de la masa.

Imagen titulada Find Average Atomic Mass Step 3

3. Anota la abundancia de cada isótopo. Esta medida te dice qué tan común es el isótopo (como porcentaje de todos los átomos del elemento). Puedes encontrar esto en la misma fuente donde encontraste las masas. El número de isótopos debe sumar 100 % (aunque puede estar ligeramente desfasado debido a errores de redondeo).

El isótopo Ag-107 tiene un porcentaje de 5,86%. AG-109 es un poco menos común con una tasa de 48.14%. Esto significa que una cantidad específica de plata contiene 51,86% Ag-107 y 48,14% Ag-109.

Ignorar todos los isótopos sin especificar el porcentaje. Estos isótopos no ocurren naturalmente en la Tierra.

Imagen titulada Find Average Atomic Mass Step 4

4. Convertir porcentajes a decimales. Divide el porcentaje de un isótopo por 100 para el valor decimal.

En el problema de ejemplo, los porcentajes son: 51.86 / 100 = 0.5186 y 48.14 / 100 = 0.4814.

Imagen titulada Find Average Atomic Mass Step 5

5. Determinar el promedio ponderado de las masas. La masa atómica promedio de un elemento con norte isótopos es igual (masa_{isótopo 1} * porcentaje_{isótopo 1}) + (masa_{isótopo 2} * porcentaje_{isótopo 2}) + ... + (masa_{isótopo norte} * porcentaje_{isótopo norte}. Este es un ejemplo de un "promedio ponderado", lo que significa que las masas más comunes (más abundantes) tienen un mayor efecto en el resultado. Aquí está cómo usar esta fórmula para la plata:

Masa atómica promedio_agricultura = (masa_AG-107 * porcentaje_AG-107) + (masa_AG-109 * porcentaje_Ag-109)
=(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
= 55,4410 + 52,4267
= 107,8677 uma.

Busca el elemento en la tabla periódica para verificar tu respuesta. La masa atómica promedio generalmente se escribe bajo el símbolo del elemento.

Parte 2 de 2: Usando el resultado

Imagen titulada Find Average Atomic Mass Step 6

1. Convertir masa en número de átomos. La masa atómica promedio te dice la relación entre la masa y el número de átomos en una cantidad específica del elemento. Esto es útil en química experimental, ya que es casi imposible contar átomos individuales, pero es fácil medir la masa. Por ejemplo, puede pesar una muestra de plata y predecir que cada masa de 107,8677 uma contiene un átomo de plata.

Imagen titulada Find Average Atomic Mass Paso 7

2. Convertir a masa molar. Las unidades de masa atómica son muy pequeñas, por lo que los químicos suelen pesar cantidades de átomos en gramos. Afortunadamente, estos términos se han definido para que la conversión sea lo más fácil posible. Solo necesita multiplicar la masa atómica promedio por 1 g/mol (la constante de masa molar) para obtener una respuesta en g/mol. Por ejemplo, 107,8677 gramos de plata contienen en promedio un mol de átomos de plata.

Imagen titulada Find Average Atomic Mass Step 8

3. Determinar la masa molecular promedio. Dado que una molécula es simplemente una colección de átomos, puede sumar las masas de los átomos para determinar la masa de la molécula. Si usa la masa atómica promedio (en lugar de la masa de un isótopo en particular), la respuesta es la masa molecular promedio que se encuentra en una cantidad natural. Aquí hay un ejemplo:

Una molécula de agua tiene la fórmula química H₂O, y por lo tanto contiene dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O).

El hidrógeno tiene una masa atómica promedio de 1.00794 amu. Los átomos de oxígeno tienen una masa promedio de 15.9994 uma.

La masa promedio de una molécula de H₂O es igual a (1,00794)(2) + 15,9994 = 18,01528 uma, equivalente a 18,01528 g/mol.

Consejos

El término masa atómica relativa a veces se usa como sinónimo de masa atómica promedio. Sin embargo, existe una ligera diferencia ya que la masa atómica relativa no tiene unidades; es una medida de la masa relativa al átomo de carbono C-12. Sin embargo, siempre que use unidades de masa atómica en su cálculo de masa promedio, los dos valores son numéricamente idénticos.
El número entre paréntesis después de una masa atómica es la incertidumbre del número final. Por ejemplo: una masa atómica de 1,0173(4) significa que las muestras típicas tienen un margen de error de ±0,0004. No tienes que tener esto en cuenta a menos que el problema lo requiera.
Con raras excepciones, los elementos que se encuentran más abajo en la tabla periódica tienen una masa promedio más alta que los elementos anteriores. Esta es una forma rápida de verificar si sus respuestas tienen sentido.
1 unidad de masa atómica se define como 1/12 de la masa de un átomo de carbono C-12.
La abundancia de los isótopos se basa en muestras que ocurren naturalmente en la Tierra. Las sustancias inusuales, como un meteorito o una muestra hecha en un laboratorio, pueden tener diferentes proporciones de isótopos y, por lo tanto, una masa atómica promedio diferente.

Advertencias

Las masas atómicas casi siempre se representan como una unidad de masa atómica (amu o u) (también llamada Dalton o Da). Nunca ponga otra unidad de masa (como kg) después de un número sin convertirlo.