Identificación de errores en cálculos estequiométricos

ChemistryStoichiometry and Molar MassMedium

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Como parte de una sesión de aprendizaje sobre la comprensión de la noción de cantidad de sustancia, un docente plantea la siguiente pregunta a los estudiantes:

“¿Qué sustancia contiene mayor número de moléculas: 10 g de metano ($CH_4$) o 10 g de dióxido de carbono ($CO_2$)?”

A continuación, se presenta la respuesta de una estudiante:

$$10\text{ g sustancia} \times \frac{1\text{ mol sustancia}}{1\text{ g sustancia}} \times \frac{6,022 \times 10^{23}\text{ moléculas}}{1\text{ mol de sustancia}}$$

$$= 6,022 \times 10^{24}\text{ moléculas}$$

“Como el metano y el dióxido de carbono tienen la misma masa de 10 gramos, entonces, ambos tienen también la misma cantidad de moléculas”.

Nota: Desde el 2018, la IUPAC establece que el número de Avogadro es $6,022 \times 10^{23}$

¿Cuál es el ajuste que debe realizar la estudiante en su procedimiento?

Alternativa A

Debe cambiar las unidades que emplea en los cálculos realizados.

Alternativa B

Debe cambiar la equivalencia que establece entre 1 mol de sustancia y la masa en gramos de la sustancia.

Alternativa C

Debe cambiar la equivalencia que establece entre 1 mol de sustancia y la cantidad de moléculas de la sustancia.

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Step by Step Written Solution

1
Step 1

Hola. Vamos a analizar la resolución de un estudiante sobre un problema de cantidad de sustancia para identificar qué ajuste debe realizar en su procedimiento.

Análisis de Estequiometría

2
Step 2

El problema pregunta qué sustancia tiene mayor número de moléculas: diez gramos de metano o diez gramos de dióxido de carbono. Veamos el cálculo del estudiante.

$$10 \text{ g sustancia} \times \frac{1 \text{ mol sustancia}}{1 \text{ g sustancia}} \times \frac{6.022 \times 10^{23} \text{ moléculas}}{1 \text{ mol de sustancia}}$$
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Step 3

Notemos el primer factor de conversión que utiliza el estudiante. Escribe que un mol de sustancia es igual a un gramo de sustancia.

4
Step 4

Esto es un error fundamental. La relación entre un mol y la masa en gramos no siempre es uno a uno; depende de la masa molar específica de cada compuesto.


$$1 \text{ mol} = M \text{ (masa molar en gramos)}$$
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Step 5

Para el metano, un mol pesa aproximadamente dieciséis gramos, no uno.

$$CH_4 \rightarrow 1 \text{ mol} \approx 16 \text{ g}$$

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Subject
Chemistry
Topic
Stoichiometry and Molar Mass
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