constante de masa molar (M_u) es una constante física que relaciona el peso atómico y la masa molar. Su valor está definido como 1 g/mol en unidades SI.¹

La constante de masa molar es importante en la correcta escritura dimensional de ecuaciones.² Si bien es común ver frases como La masa molar de un elemento es el peso atómico medido en gramos por mol, el peso atómico es una cantidad física adimensional por lo que no tiene una unidad de medida. Formalmente la operación correcta es la multiplicación del peso atómico por una constante que tiene el valor de 1 g/mol, llamada constante de masa molar.

M_u es inusual entre las constantes físicas, aunque no es la única, por ser definida con un valor exacto en vez de ser medida experimentalmente. Está determinada por las definiciones de mol y peso atómico. Según sus sendas definiciones, la masa molar delcarbono-12 es exactamente 12 g/mol y su peso atómico es exactamente 12.³ ⁴ La constante de la masa molar está dada por su división:

M_{\rm u} = \cfrac{M({}^{12}{\rm C})}{A_{\rm r}({}^{12}{\rm C})} = {1\ {\rm g/mol}}

La velocidad de la luz, la constante eléctrica y la constante magnética son otros ejemplos de constante físicas cuyos valores son establecidos por las definiciones del Sistema Internacional de Medidas (SI)¹ en estos casos mediante las definiciones de metro⁵ yamperio.⁶

La constante de masa molar también está relacionada con la masa del carbono-12 en gramos:

m({}^{12}{\rm C}) = \frac{12 M_{\rm u}}{N_{\rm A}}

Debido a la incertidumbre en el valor de la masa de un átomo de carbono-12, las unidades del SI están gobernadas por la incertidumbre de la constante de Avogadro: el valor CODATA 2006 recomendado es 1.992 646 54(10)×10⁻²⁶ kg (u_r = 5×10⁻⁸).

El valor relativamente simple de M_u en unidades SI es también una consecuencia de la manera en la cual estas son definidas. Es posible indicar el valor de la constante de la masa molar en otras unidades: por ejemplo, es igual a (1/453,592 37) lb/mol ≈ 2,204 623 262 × 10⁻³ lb/mol.

De acuerdo a lo propuesto en la redefinición de las unidades del SI, el mol tendría una nueva definición al otorgársele a la constante de Avogrado un valor numérico exacto, y suponiendo que la definición de dalton (la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12, no enlazado y en su estado basal eléctrico y nuclear) no cambie, la constante de masa molar, aunque aún con una gran precisión continuará siendo aproximadamente igual a 1 g/mol, no será más exactamente igual a ello.

Cómo calcular la masa molar

2 métodos:Calcular la masa molar para un elemento Calcular la masa molar para un compuesto

Los átomos son demasiado pequeños para permitir medidas significativas de sustancias químicas. Para trabajar con cantidades significativas de sustancias, los científicos las agrupan en unidades llamadas "moles". Un mol es definido como el número de átomos de carbono en 12 gramos de un isótopo de carbón-12, el cual es 602,2 sextillones (6,022 por 10 a la potencia 23) de átomos. Este número se llama "número de Avogadro" o "constante de Avogadro". Es usado como el número de átomos para cualquier sustancia y la masa de 1 mol de una sustancia es su masa molar. A continuación verás cómo calcular la masa molar de los elementos y compuestos.

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Método 1 de 2: Calcular la masa molar para un elemento

1

Halla la masa atómica relativa de un elemento. La masa atómica relativa de un elemento es el promedio de masa, en unidades atómicas, de una muestra de todos sus isótopos. Esta información puede encontrarse en la tabla periódica de elementos. Por ejemplo, para el hidrógeno, la masa relativa es 1,007; para el carbono es 12,0107; para el oxígeno es 15,9994; y para el cloro es 35,453.

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2

Multiplica por la constante molar. Esta es definida como 0,001 kilogramos por mol, o 1 gramo por mol. Esto convierte unidades atómicas en gramos por moles, haciendo que la masa molar del hidrógeno sea 1,007 gramos por mol, del carbono 12,0107 gramos por mol, del oxígeno 15,9994 gramos por mol y del cloro 35,453 gramos por mol.
3
Halla la masa molar de una molécula divalente. Algunos elementos normalmente se encuentran en moléculas de 2 o más átomos de ese elemento. Esto quiere decir que si quieres hallar la masa molar de un elemento que está compuesto por 2 átomos, como el hidrógeno, el oxígeno y el cloro, entonces tienes que encontrar sus masas atómicas relativas, multiplicarlas por la constante de masa molar y luego multiplicar el resultado por 2.
- En esos casos, la verdadera masa molar para el elemento es la masa molar para cada átomo multiplicada por el número de átomos de cada molécula: para hidrógeno 1,007 por 2, o 2,014 gramos por mol; para oxígeno, 15,9994 por 2, o 31,9988 gramos por mol; y para el cloro 35,453 por 2, o 70,096 gramos por mol.
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Método 2 de 2: Calcular la masa molar para un compuesto

1

Halla la fórmula química para el compuesto. Este es el número de átomos de cada elemento que forma el compuesto (esta información se encuentra en cualquier libro de referencias químicas). Por ejemplo, la fórmula del cloruro de hidrógeno (ácido clorhídrico) es HCl; para la glucosa es C₆H₁₂O₆. Esto quiere decir que la glucosa contiene 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrógeno y 6 átomos de oxígeno.
2
Halla la masa molar de cada elemento del compuesto. Multiplica la masa atómica del elemento por la constante de la masa por el número de átomos de ese elemento en el compuesto. Debes hacerlo así:
- Para el cloruro de hidrógeno, HCl, la masa molar de cada elemento es 1,007 gramos por mol para el hidrógeno y 35,453 gramos por mol para el cloruro.
- Para la glucosa, C₆H₁₂O₆, la masa molar de cada elemento es de 12,0107 por 6, o 72,0642 gramos por mol para el carbono; 1,007 por 12, o 12,084 gramos por mol para el hidrógeno, y 15,9994 por 6 o 95,0064 gramos por mol para el oxígeno.
3
Suma las masas molares de cada elemento en el compuesto. Esto determina la masa molar de cada compuesto. Debes hacerlo así:
- Para el cloruro de hidrógeno, la masa molar es 1,007 + 35,453, o 36,460 gramos por mol.
- Para la glucosa, la masa molar es 72,0642 + 12,084 + 95,9964, o 180,1446 gramos por mol.