Chimica

Mol y masa molar: ejercicios resueltos paso a paso

Qué es el mol, cómo se calcula la masa molar y cómo pasar de gramos a moles y al número de partículas, con cinco ejercicios resueltos de dificultad creciente y solución verificada.

Recomendado para: 3º ESO · 4º ESO

El mol es la cantidad de sustancia que contiene 6,022 × 10²³ partículas, es decir el número de Avogadro; la masa molar es la masa de un mol de esa sustancia y se mide en gramos por mol (g/mol). De estas dos definiciones salen las únicas fórmulas que hacen falta en casi todos los ejercicios: n = m / M para pasar de gramos a moles y N = n × Nₐ para pasar de moles al número de partículas.

Para qué sirve el mol

Los átomos son demasiado pequeños para contarlos uno a uno, pero en el laboratorio las sustancias se manejan pesándolas en la balanza. El mol hace de puente entre los dos mundos: es un “paquete” de partículas tan numeroso que su masa se convierte en una cantidad de gramos cómoda de medir. Decir “un mol de hierro” equivale a decir “6,022 × 10²³ átomos de hierro”, igual que “una docena de huevos” equivale a decir “doce huevos”.

Cómo se calcula la masa molar

La masa molar se obtiene sumando las masas atómicas de todos los átomos que aparecen en la fórmula, cada una multiplicada por su subíndice. Los valores de las masas atómicas se leen en la tabla periódica. En H₂SO₄, por ejemplo, se suma dos veces el hidrógeno, una vez el azufre y cuatro veces el oxígeno. El resultado lleva el mismo número que la masa molecular en u, pero se escribe en g/mol.

Los tres pasos que siempre vuelven

Casi todos los ejercicios son una cadena entre tres magnitudes: gramos, moles y número de partículas. Los moles están en el centro y funcionan como parada obligatoria. De gramos a moles se divide entre M, de moles a partículas se multiplica por Nₐ, y en sentido contrario se invierten las dos operaciones. Si el enunciado pide los átomos de un elemento concreto dentro de un compuesto, se añade un paso más: se multiplican los moles del compuesto por el subíndice de ese elemento en la fórmula.

En los ejercicios de abajo la dificultad crece justo así, desde el cálculo simple de M hasta el recorrido completo de partículas a gramos. Cada solución está revisada paso a paso, cifras significativas incluidas.

Ejercicios resueltos

1. Calcula la masa molar del dióxido de carbono CO₂. (C = 12,01 u ; O = 16,00 u) base

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  1. Leo la fórmula: una molécula de CO₂ contiene 1 átomo de carbono y 2 átomos de oxígeno.
  2. Multiplico cada masa atómica por el número de átomos: 1 × 12,01 y 2 × 16,00.
  3. 1 × 12,01 = 12,01 ; 2 × 16,00 = 32,00.
  4. Sumo las dos aportaciones: 12,01 + 32,00 = 44,01.
  5. La masa molar se expresa en gramos por mol → M(CO₂) = 44,01 g/mol.

Resultado: M(CO₂) = 44,01 g/mol

2. ¿Cuántos moles hay en 36,0 g de agua H₂O? (H = 1,008 u ; O = 16,00 u) base

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  1. Primero la masa molar: 2 × 1,008 + 16,00 = 2,016 + 16,00 = 18,02 g/mol.
  2. Tengo gramos y quiero moles, así que uso n = m / M.
  3. n = 36,0 g ÷ 18,02 g/mol.
  4. 36,0 ÷ 18,02 = 1,998.
  5. Redondeo a las tres cifras significativas de los datos → n ≈ 2,00 mol.

Resultado: n ≈ 2,00 mol

3. ¿Cuál es la masa de 0,25 mol de cloruro de sodio NaCl? (Na = 22,99 u ; Cl = 35,45 u) intermedio

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  1. Masa molar: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol.
  2. Aquí conozco los moles y busco los gramos, así que despejo: m = n × M.
  3. m = 0,25 mol × 58,44 g/mol.
  4. 0,25 × 58,44 = 14,61.
  5. El dato 0,25 tiene dos cifras significativas → m ≈ 14,6 g.

Resultado: m ≈ 14,6 g

4. En 49,0 g de ácido sulfúrico H₂SO₄, ¿cuántos moles hay y cuántos átomos de oxígeno? (H = 1,008 u ; S = 32,06 u ; O = 16,00 u ; Nₐ = 6,022 × 10²³ mol⁻¹) intermedio

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  1. Masa molar: 2 × 1,008 + 32,06 + 4 × 16,00 = 2,016 + 32,06 + 64,00 = 98,08 g/mol.
  2. Moles de ácido: n = 49,0 ÷ 98,08 = 0,4996 ≈ 0,500 mol.
  3. Cada molécula contiene 4 átomos de oxígeno, así que los moles de O son 4 × 0,500 = 2,00 mol.
  4. Paso de moles a átomos: N = 2,00 mol × 6,022 × 10²³ mol⁻¹.
  5. N = 1,2044 × 10²⁴ ≈ 1,20 × 10²⁴ átomos de oxígeno.

Resultado: n ≈ 0,500 mol ; unos 1,20 × 10²⁴ átomos de oxígeno

5. Una muestra contiene 1,50 × 10²³ moléculas de glucosa C₆H₁₂O₆. ¿Cuál es su masa en gramos? (C = 12,01 u ; H = 1,008 u ; O = 16,00 u) avanzato

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  1. El recorrido es moléculas → moles → gramos: son dos pasos, no uno.
  2. Masa molar: 6 × 12,01 + 12 × 1,008 + 6 × 16,00 = 72,06 + 12,096 + 96,00 = 180,16 g/mol.
  3. De moléculas a moles: n = N / Nₐ = 1,50 × 10²³ ÷ 6,022 × 10²³ = 0,249 mol.
  4. De moles a gramos: m = n × M = 0,249 × 180,16 = 44,88.
  5. Redondeo a tres cifras significativas → m ≈ 44,9 g.

Resultado: m ≈ 44,9 g

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre masa atómica y masa molar?

La masa atómica se mide en unidades de masa atómica (u) y se refiere a una sola partícula; la masa molar se mide en gramos por mol (g/mol) y se refiere a 6,022 × 10²³ partículas. El número es el mismo — el carbono tiene masa atómica 12,01 u y masa molar 12,01 g/mol — pero cambia la escala: la primera es microscópica, la segunda se puede leer en una balanza de laboratorio.

¿Un mol de sustancias distintas tiene siempre la misma masa?

No. Un mol contiene siempre el mismo número de partículas, pero la masa depende de cuánto pesa cada partícula: un mol de hidrógeno H₂ pesa unos 2,02 g, un mol de agua unos 18,02 g y un mol de glucosa unos 180,2 g. Es la misma razón por la que una docena de plumas y una docena de ladrillos no pesan igual.

¿Cómo sé si tengo que multiplicar o dividir por la masa molar?

Fíjate en la unidad del dato de partida. Si partes de gramos y quieres moles, divides (n = m / M); si partes de moles y quieres gramos, multiplicas (m = n × M). La comprobación rápida está en las unidades: g ÷ (g/mol) deja mol, mientras que mol × (g/mol) deja g.