DANIEL GARCÍA VELÁZQUEZ | Santa Cruz de Tenerife
Resulta muy sencillo contar los barcos, los coches, manzanas, moscas, hormigas… Pero si nos fijamos en el orden de los ejemplos anteriormente expuestos, nos damos cuenta que cada vez se hace más difícil contabilizarlos debido a su tamaño. No digamos si seguimos disminuyendo la escala del objeto. Por lo tanto, ¿cómo contamos los mínimos constituyentes de los que están hechos todos los materiales?
Los átomos y moléculas son demasiado pequeños para observarse o pesarse por separado. Por esta razón, es necesario disponer de alguna unidad que represente un número determinado de ellos. Para ello se utiliza el mol, que representa el peso en gramos de 6,023·1023 (más de seiscientos mil trillones) moléculas o átomos de una sustancia, valor numérico al que se le da el nombre de número de Avogadro.
Para hacerse una idea, un centímetro cúbico de aire (aproximadamente el tamaño de un terrón de azúcar en volumen) contiene 45 millones de millones de moléculas. Ahora mira a tu alrededor y observa cuántos centímetros cúbicos se extienden. ¿Sería posible contar todas esas moléculas una a una?
El número de Avogadro es un elemento básico para la química actual, muy mencionado y poco comprendido. Es difícil de definir y de visualizar. Por lo tanto: ¿cómo surge y cuál es la aplicación práctica del número de Avogadro?
En 1811, el químico italiano Amedeo Avogadro postuló, gracias a mucha experimentación en laboratorio, que a la “misma presión y temperatura, volúmenes iguales de todos los gases contienen el mismo número de moléculas”.
Dicho postulado proporcionaba una explicación racional a las observaciones experimentales. La hipótesis de Avogadro explicaba hechos aparentemente inexplicables a principios del siglo XIX, especialmente en las reacciones de gases.
Un volumen de un gas A reaccionaba con un volumen de un gas B porque ambos poseían la misma cantidad de moléculas, o estaban en una proporción que podía expresarse mediante un número sencillo.
Por ejemplo, dos volúmenes de hidrógeno gaseoso (H2) se combinan con un volumen de oxígeno gaseoso (O2) para dar únicamente dos volúmenes de agua en estado gaseoso (H2O).
En fin, los átomos son muy pequeños y el número de Avogadro muy grande, pero es necesario para cuantificar las moléculas, átomos,… de productos que se forman en las reacciones químicas.
Por lo tanto, este número tan grande no se aplica a todas las cosas. Este número se utiliza, por ejemplo, cuando vamos a hablar de átomos o moléculas ya que son “cosas” muy pequeñas.
La hipótesis de Avogadro, que en la actualidad es una ley científica, establece como se dijo anteriormente que, a igual de temperatura y presión, volúmenes iguales de gases contienen el mismo número de moléculas.
Por consiguiente, el número de moléculas en un mol de sustancia es, por definición, el número de Avogadro. Pero bien, fue Jean Perrin, Premio Nobel de Física en 1926, bautizó el número con el apellido del químico italiano y determinó su valor cuantitativo.
Para determinar el valor del número de Avogadro se basó en un desarrollo teórico realizado por Albert Einstein en 1905, su año milagroso, ya que en ese mismo año publicó cinco artículos que cambiaron la forma de entender la física.
Hoy en día ha quedado establecido que este valor corresponde a “una constante que indica la cantidad de unidades elementales (átomos, moléculas, iones, electrones, u otras partículas o grupos específicos de éstas) existentes en un mol de cualquier sustancia”, siendo el mol la unidad fundamental para medir la cantidad de materia, según el Sistema Internacional de Unidades.
Avogadro nos proporcionó un número que sirve para manipular a nuestra conveniencia las reacciones químicas y obtener sustancias con un amplio abanico de propiedades, las cuales actualmente podemos transformar desde la escala atómica.