La masa molar de cualquier sustancia sólida, líquida o gaseosa es el número de gramos de la sustancia en su forma molecular (molar) que contiene 6.0221367 X e ^ 23 átomos de la sustancia (Número de Avogadro). Esto se debe a que la masa de una sustancia depende del peso molecular de la sustancia, que está determinado por el número de protones y neutrones en el núcleo del átomo. Por lo tanto, la masa molar de una sustancia como el aire depende de la suma de todas las fracciones de volumen de cada componente molecular multiplicada por sus pesos moleculares individuales.
Determine los principales elementos gaseosos que componen el aire y sus fracciones volumétricas promedio que comprenden aire (donde el aire equivale a 1 unidad volumétrica). En orden de mayor magnitud, el nitrógeno comprende el 78,09 por ciento del aire, por lo que su fracción volumétrica es 0,7809. El oxígeno comprende el 20,95 por ciento del aire, por lo que su fracción volumétrica es 0,2095. El argón comprende 0,933 por ciento o una fracción de 0,00933. El dióxido de carbono comprende el 0,03 por ciento, o una fracción de 0,0003. A continuación de estos cuatro principales están el resto, cada uno de los cuales, cuya fracción es demasiado pequeña para afectar el cálculo de la masa molar: Neón 0,000018; helio 0,000005; criptón 0,000001, hidrógeno 0,0000005 y xenón 0,09 X 10 ^ -6.
(Como nota al margen, la mayor parte del hidrógeno del mundo se combina con oxígeno para formar agua).
Multiplica cada fracción correspondiente a un componente por su peso molecular (recordando que las moléculas de nitrógeno y oxígeno contienen dos átomos cuando están en el aire, por lo que sus respectivos pesos atómicos de 14.007 y 16 deben multiplicarse por 2 para obtener pesos moleculares de 28.014 y 32).
Nitrógeno: 28.014 X 0.7809 = 21.876 Oxígeno: 32 X 0.2095 = 6.704 Argón: 39.94 X 0.00933 = 0.3726 Dióxido de carbono: 44.01 X 0.0003 = 0.013 Neón: 20.18 X 0.000018 = 3.6324 X 10 ^ -4 Helio: 4,00 X 0,000005 = 2,0 X 10 ^ -5 Criptón: 83,8 X 0,000001 = 8,38 X 10 ^ -5 Hidrógeno 2,02 X 0,0000005 = 1,01 X 10 ^ -6 Xenón: 131,29 X 0,09 X 10 ^ -6 = 1,18 X 10 ^ -5
Agregue todas las fracciones de peso molecular para llegar a una masa molar de aire de 28,9656. Lo que este número significa es que un mol o una medida molecular de aire que contiene 6.0221367 X e ^ 23 moléculas de gas pesa 28,9656 gramos en condiciones atmosféricas estándar de 60 grados Fahrenheit y 14,696 libras por pulgada cuadrada absoluta (psia). Ocuparía 22,4 litros o 22,4 / 28,3168 litros / pie cúbico = 0,7910 pies cúbicos.