Ejercicios de química resueltos. Introducción a la química. Masas molares teóricas

[La masa y la masa molar]

El cálculo de masas moleculares, masas fórmula y masas molares constituye una de las habilidades fundamentales en química, ya que permite relacionar la composición atómica de las sustancias con la cantidad de materia y con aplicaciones prácticas en laboratorio, industria y vida cotidiana. Estos ejercicios, tomados de diversos textos como Química de García, Brown y Chang, abarcan moléculas simples, compuestos iónicos y sustancias de interés biológico e industrial. Resolverlos implica identificar correctamente la fórmula química, reconocer el tipo de compuesto y sumar las masas atómicas de cada elemento multiplicadas por sus respectivos subíndices. La práctica con ejemplos y problemas variados permite afianzar la comprensión de este concepto central y desarrollar precisión en los cálculos químicos.

En esta sección se trabajará con ejercicios de masa molar, entendida formalmente como la masa sobre mol de sustancia y cuya unidad es el gramo sobre mol (g/mol). Sin embargo, en este curso tomaremos el mol como directamente igual a la constante de Avogadro, lo que implica que, al resolver en g/mol, se obtiene el mismo valor numérico que la constante de masa atómica, cuya unidad es el dalton (u) —símbolo que reemplaza al antiguo uma. Esto significa que la conversión entre masa molar y peso molecular es en realidad una conversión de escala y no de parámetro: las fórmulas empleadas serán las mismas, pero cambian las unidades y los factores de conversión cuando se utiliza este lenguaje.

Debe tenerse presente que las antiguas expresiones molécula-gramo y átomo-gramo son sinónimos de las masas molares para moléculas y elementos monoatómicos, respectivamente. Aunque esta terminología debería estar en desuso desde la década de 1960, aún puede encontrarse en algunos textos y manuales, lo que puede provocar confusiones conceptuales si no se reconoce su equivalencia con la definición moderna de masa molar.

Resolver estos ejercicios con atención permitirá identificar y superar las ambigüedades terminológicas, comprendiendo mejor la relación entre cantidad de sustancia, masa molar, masa molecular, masa atómica, y dominando las posibles diferencias en la notación científica.

Química de García

2.4.2.A.1.  Calcula la masa molar del dioxígeno (O₂), el ozono (O₃), el agua (H₂O), el ácido sulfúrico (H₂SO₄) y la glucosa (C₆H₁₂O₆). [garcia.2.4.2.A.1]

2.4.2.A.2.  Calcula la masa molar del amoníaco (NH₃), el etano (C₂H₆), el cloruro de sodio (NaCl), el ácido acético (CH₃COOH) y el peróxido de hidrógeno (H₂O₂).

2.4.2.A.3.  Calcula la masa molar del etanol (C₂H₅OH), el dióxido de carbono (CO₂), el sulfato de sodio (Na₂SO₄), el ácido fosfórico (H₃PO₄) y el ácido hipocloroso (HClO).

2.4.2.A.4.  Calcula la masa molar del ácido clorhídrico (HCl), el ácido nítrico (HNO₃), el hidróxido de sodio (NaOH), el nitrato de amonio (NH₄NO₃) y el sulfato de calcio (CaSO₄).

Química de Brown

Ejemplo 3.5. Calcule la masa fórmula de: (a) sacarosa, C₁₂H₂₂O₁₁ (azúcar de mesa); (b) nitrato de calcio, Ca(NO₃)₂.

Práctica 3.5. Calcule la masa fórmula de: (a) Al(OH)₃; (b) CH₃OH; (c) TaON.

15ed.3.14 ¿Cuál de las siguientes opciones corresponde a la masa fórmula correcta del fosfato de calcio?
(a) 310.2 u  (b) 135.1 u  (c) 182.2 u  (d) 278.2 u  (e) 175.1 u

15ed.3.17 Determine la masa fórmula de cada uno de los siguientes compuestos:
(a) cloruro de plomo (IV);
(b) óxido de cobre (II);
(c) ácido yódico, HIO₃;
(d) perclorato de sodio, NaClO₄;
(e) nitruro de indio;
(f) pentóxido de fósforo, P₄O₁₀;
(g) tricloruro de boro, BCl₃.

15ed.3.76 Determine la masa fórmula de cada uno de los siguientes compuestos:
(a) ácido butírico, CH₃CH₂CH₂COOH, responsable del olor desagradable de los alimentos en descomposición;
(b) perborato de sodio, NaBO₃, usado como blanqueador;
(c) carbonato de calcio, CaCO₃, presente en el mármol;
(d) diclorodifluorometano, CF₂Cl₂, un refrigerante conocido como freón;
(e) bicarbonato de sodio, NaHCO₃, usado en la elaboración de pan y repostería;
(f) pirita de hierro, FeS₂, de apariencia dorada y conocida como “oro de los tontos”.

Química de Chang

Ejemplo 3.5. Calcula las masas moleculares (en uma) de los siguientes compuestos: (a) dióxido de azufre (SO₂) y (b) cafeína (C₈H₁₀N₄O₂).

Práctica 3.5. ¿Cuál es la masa molecular del metanol (CH₄O)?

10ed.3.23 Calcule la masa molecular o masa fórmula (en u) de cada una de las siguientes sustancias:
(a) CH₄
(b) NO₂
(c) SO₃
(d) C₆H₆
(e) NaI
(f) K₂SO₄
(g) Ca₃(PO₄)₂

10ed.3.24 Calcule la masa molar de las siguientes sustancias:
(a) Li₂CO₃
(b) CS₂
(c) CHCl₃ (cloroformo)
(d) C₆H₈O₆ (ácido ascórbico o vitamina C)
(e) KNO₃
(f) Mg₃N₂

Referencias

Brown, T. L., LeMay, H. E. Jr., Bursten, B. E., Murphy, C. J., & Woodward, P. M. (2022). Chemistry: The Central Science (15th ed., AP Edition). Pearson Savvas Higher Education.

Chang, R., & Overby, J. (2010). Chemistry (10th ed., AP Edition). McGraw Hill.

García García, J. L. (2025). Dimensional Analysis in Chemistry Textbooks 1900-2020 and an Algebraic Alternative. Educación química, 36(1), 82-108.

García García, J. L. (2025). Química general: Una guía moderna para bachillerato y universidad con enfoque algebraico. Ciencias de Joseleg. https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/p/quimica-general-garcia.html