¿Qué es un mol?

El mol es una magnitud  que indica la cantidad de una sustancia en el Sistema Internacional de unidades (SI)

Antes de nada debes entender el concepto de magnitud, que no es otra cosa que todo lo que se puede medir de alguna manera y se puede representar con un número. Esto permite que se pueda estudiar en las ciencias experimentales, es decir, en las ciencias que necesitamos observar, medir, como ocurre con el tamaño, el volumen, la velocidad o la cantidad de materia. Las magnitudes son, por tanto, propiedades de las cosas que se pueden medir y tienen asociada una unidad. En el caso del mol se relaciona con la masa de las sustancias a pequeña escala, por lo tanto guarda relación con los gramos de los átomos y las moléculas (masa atómica y masa molecular respectivamente). Además, se puede conocer cuántas partículas hay en una cantidad determinada de moles gracias al número de Avogadro, con el que también se le puede relacionar.

Hierro y agua

Esto significa que podemos contar cuántos átomos o moléculas hay en una cantidad de alguna sustancia, por ejemplo en un tornillo de hierro o en un vaso de agua, a partir de su masa, dado que nadie trabaja con, por ejemplo, un átomo de hierro o dos moléculas de agua. Su definición es la “cantidad de sustancia que contiene tantas partículas (átomos, moléculas, iones, etc.) como existen en 12 g del isótopo de carbono 12. Aunque puede sonar confuso al principio, es un concepto sencillo de manejar.

El mol se emplea en las reacciones químicas

Es utilizado para calcular la masa de los componentes de la reacción y permite conocer también el número de moléculas y átomos que hay en esa masa: primero se calcula la masa molecular sumando las masas atómicas de cada elemento participante, multiplicada por el número de veces que aparece, y el número resultante se expresa en gramos. Veamos la reacción:

CaCO₃ → CaO + CO₂

1 mol de CaCO₃ (100 g) origina 1 mol de CaO (56 g) más 1 mol de CO₂ (44 g), cumpliéndose la Ley de la conservación de la materia.

La cantidad de moléculas (o átomos) que hay en un mol lo describe el número de Avogadro y es de 6,02·10²³. Esto es equivalente a que si, por ejemplo, tenemos una docena de huevos y conocemos la masa de cada uno, podemos relacionar la cantidad de huevos y la masa total.

Un mol de huevos y un mol de agua

Para entender el porqué de emplear el concepto de mol para las partículas del tamaño de átomos y moléculas podemos observar las masas de sus componentes: En la molécula de agua, si sumamos la masa de todos los protones, neutrones y electrones que la conforman, se obtiene 3·10^-26 Kg, es decir, es extremadamente pequeña. Un huevo, en cambio, tiene una masa aproximada de 50 g, por lo que la docena de huevos será de unos 0,6 Kg en comparación con la docena de moléculas de agua, 3,6·10^-25 Kg. 

Como puedes ver, seguimos teniendo problemas para manejarnos con esto en un laboratorio y por lo tanto necesitamos acudir al concepto de mol. Pero, ¿qué ocurre en el caso de los huevos? Podemos calcularlo y comparar con el agua:

Según el número de Avogadro, 1 mol de moléculas de agua contiene 6,02·10²³ moléculas, y esa cantidad de moles para el agua corresponde a una masa molecular de 18g. Esto significa que esa cantidad de moléculas de agua tiene una masa total de 18 g. Es como si las pusiéramos todas juntas en una balanza (realmente es una cantidad muy pequeña, piensa que podrías tomarlo con una jeringa de 20ml)

En el caso de los huevos: un mol tendría la misma cantidad, 6,02·10²³ huevos. Esto implicaría una masa total de 3,01·10²² Kg. Ten en cuenta que nuestra luna tiene una masa de 7,35·10²² Kg por lo que podríamos tener un segundo satélite, algo más pequeño que nuestra vecina, orbitando felizmente alrededor de nuestro planeta. ¡Toda una locura esta cantidad desorbitada de huevos! 

Un mol de huevos es casi la mitad de la masa de la luna, mientras que un mol de agua son solo 18g (o 18 ml si lo pensamos como volumen de agua).

El mol, por lo tanto, es una unidad de medida ampliamente empleada en la ciencia, para moléculas y átomos dado su pequeño tamaño. Indica masa y también la cantidad, tanto de las moléculas como de los átomos. 

¿Sabías que existe un Día del Mol?

Se celebra internacionalmente el 23 de octubre entre las 6:02 am y las 6:02 pm, a la manera que tienen en Estados Unidos, país donde se originó, de expresar las fechas anteponiendo el mes al número del día. Apareció por primera vez en un artículo en la revista The Science Teacher a principios de la década de 1980 a raíz de la motivación de un profesor de química de secundaria para celebrar el día, popularizándose tiempo después y dando lugar a la Fundación Nacional del Día del Mol en dicho país en 1991. En España celebramos además el Día de la Química el 15 de noviembre. 

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Fuentes

https://clickmica.fundaciondescubre.es/recursos/unidades-didacticas/el-mol/

Furió, C., Azcona, R., & Guisasola, J. (2002). The learning and teaching of the concepts ‘amount of substance’ and ‘mole’: A review of the literature. Chemistry Education Research and Practice, 3(3), 277–292. https://doi.org/10.1039/b2rp90023h

 https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

https://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsica 

Wang, Linda (2007). «National Chemistry Week Celebrates 20 Years.» Chemical & Engineering News. 85 (51). https://doi.org/10.1021/cen-v085n051.p036

https://www.quimicaysociedad.org/dia-de-la-quimica/

https://quimica.us.es/noticias/celebracion-de-san-alberto-magno 

https://www.nsta.org/science-teacher