Con Que Instrumentos Se Mide La Cantidad De Sustancia

La cantidad de sustancia, también conocida como cantidad química, es una medida del "número" de partículas elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) que contiene una muestra. Pero, ¿cómo medimos algo que es inherentemente invisible y vastísimo?

Instrumentos Indirectos: La Base de la Medición

No existe un instrumento que cuente directamente átomos o moléculas. En su lugar, medimos la cantidad de sustancia de forma indirecta, relacionándola con otras propiedades medibles como la masa. La unidad fundamental de la cantidad de sustancia es el mol. Un mol siempre contiene el mismo número de partículas, llamado número de Avogadro (aproximadamente 6.022 x 10²³).

El instrumento más común para determinar la cantidad de sustancia es la balanza. ¿Por qué? Porque la masa molar de una sustancia (la masa de un mol de esa sustancia) es una constante conocida. Si sabes la masa molar de una sustancia y mides la masa de una muestra, puedes calcular la cantidad de sustancia (en moles) presente.

Ejemplo: Si la masa molar del agua (H₂O) es aproximadamente 18 gramos/mol, y tienes 36 gramos de agua, entonces tienes 2 moles de agua (36 gramos / 18 gramos/mol = 2 moles).

Técnicas Espectroscópicas: Para Mayor Precisión

Para análisis más precisos y para medir cantidad de sustancia en disoluciones, se utilizan técnicas espectroscópicas. Estas técnicas analizan cómo interactúa la luz con la muestra.

• Espectrofotometría: Mide la cantidad de luz que una sustancia absorbe a diferentes longitudes de onda. Cuanto más luz absorbe, mayor es la concentración (y, por tanto, la cantidad de sustancia) de la sustancia en la muestra. Se usa un espectrofotómetro.
• Espectrometría de Masas: Ioniza la muestra, separa los iones según su relación masa-carga, y mide la abundancia de cada ion. Esto permite identificar y cuantificar diferentes componentes en una mezcla, lo que, a su vez, permite determinar la cantidad de sustancia de cada uno. Se usa un espectrómetro de masas.

Valoraciones: Reacciones Químicas Cuantitativas

Otra técnica común es la valoración (también llamada titulación). En una valoración, se hace reaccionar una solución de concentración conocida (el valorante) con la sustancia cuya cantidad de sustancia se quiere determinar (el analito). Al medir cuidadosamente el volumen de valorante necesario para reaccionar completamente con el analito, se puede calcular la cantidad de sustancia del analito. Se utiliza una bureta para dispensar el valorante de forma precisa.

Ejemplo: Si sabes que necesitas 20 mL de una solución de ácido clorhídrico (HCl) de concentración 0.1 mol/L para neutralizar completamente una muestra de hidróxido de sodio (NaOH), puedes calcular la cantidad de sustancia de NaOH en la muestra.

En resumen, aunque no medimos la cantidad de sustancia directamente contando partículas, utilizamos instrumentos como balanzas, espectrofotómetros, espectrómetros de masas y buretas, combinados con principios químicos fundamentales, para determinar la cantidad de sustancia de manera precisa y eficiente.