relación masa-volumen

1. Relación masa y volumen.
Una de las propiedades físicas intensivas de la materia es la densidad que relaciona
directamente proporcional la masa de una sustancia con el volumen que esta ocupa. Es preciso
tener la misma muestra sólida en diferentes tamaños de tal manera que se puede construir
una gráfica. Sabemos que la química estudia la materia, y toda porción de materia se
denomina cuerpo. Pues bien, la masa es la cantidad de materia de la que está formado un
cuerpo.
Masa
La masa no es totalmente comprendida, de modo que se la define de dos formas distintas: la
masa inercial mide la fuerza con la que un objeto se resiste a la aceleración, mientras que la
masa gravitacional mide la fuerza con la que un objeto atrae a otras cosas hacia sí. No está
claro por qué estos dos distintos tipos de masa son lo mismo, pero los experimentos confirman
que es así. Hablando de manera estricta, una balanza mide el peso, pero convertir el peso a
masa es un cálculo muy sencillo.
Volumen
El volumen mide el tamaño espacial de un objeto. Aunque la fórmula utilizada para calcular el
volumen depende de la forma del objeto y puede ser muy complicada, pensar en su ancho por
su altura por su longitud nos da una idea básica. Medir el volumen de un objeto puede ser a
veces más sencillo que calcularlo. Colocar un objeto en un recipiente grande con agua y medir
el nivel de elevación del agua puede resolver rápidamente el problema, sin importar la forma
del objeto.
Ejemplo
Cuántos gramos de zinc se necesitan para producir 11.2 litros de hidrógeno, cuando este metal
reacciona con ácido clorhídrico.
Zn + 2HCI ⇒ ZnCl2 + H2^
El peso de un mol de H es de 2 g y ocupa un volumen de 22.4 litros:
Zn = 65 g; 2 HCI = 72 g; ZnCl2 = 135 g; H2 = 2g.

2. Se lee la ecuación: Una mol de zinc (65 g) reacciona con dos moles de HCI (72 g) y producen
una mol de ZnCl2 (135 g) y una mol o un volumen-gramo de H2(2g o 22.4 litros).
Éstos datos se escriben abajo de la fórmula y los datos del problema arriba de la fórmula:
Xg 11.21
Zn + 2HCI ⇒ ZnCI2 + H2^
65g 72g 135g 22.41
Se realiza una regla de tres con los datos del problema, eliminando los datos que no se
necesitan:
Xg 11.21
Zn ⇒ H2^
65g 22.41
X es a 65 gramos como 11.2 litros es a 22.4 litros
X=(11.2 IX65g)/22.4 I X= 32.5g de Zinc
Resultado: Se necesitan 32.5 gramos de zinc.
Ejercicio 2
¿Qué volumen de hidrógeno obtenido a 30 grados centígrados y 700 torr de presión se
formará al reaccionar 50 gramos de aluminio con ácido clorhídrico?
Primeramente planteas la ecuación química y luego la balanceas para sacar las relaciones de
masa:

3. 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
(54g) (219g) (267g) (6g)
Las masas respectivas en paréntesis se obtienen de multiplicar la masa atómica de cada
especie por el coeficiente estequiométrico respectivo.
Como son 50 g de Al tenemos que los moles de H2 formado son:
50g Al x ((6g H2)/(54g Al)) = 5.56 mol de H2
Ahora con la ecuación de los gases ideales, obtienes el volumen según las condiciones dadas:
PV=nRT
V=(nRT)/P
V= (5.56 mol x 62.7 (torr x L)/(K x mol) x (30°C + 273) K) / (700 torr)
V=150.90 L de H2