Este trabajo práctico se podrá hacer una vez que se explicó la constante de Avogadro y que los alumnos estén familiarizados con el concepto de mol. Por esta razón puede ser aplicado en cursos del nivel polimodal.

El profesor divide a los alumnos en grupos de tres o cuatro y suministra a cada grupo una lámina rectangular de papel de aluminio y les informa el precio y la superficie total de un rollo. La tarea de los alumnos es calcular el precio de un átomo de aluminio con tres cifras significativas, usando como datos la constante de Avogadro y la masa atómica relativa del aluminio. Deberán planificar por su cuenta las acciones necesarias, sin contar con la tradicional guía (receta de cocina), realizarlas, y finalmente hacer un informe conciso pero detallado de las operaciones matemáticas realizadas para arribar al resultado.

Objetivos del trabajo

• Lograr que algo tan abstracto como es el número de Avogadro sea más concreto y accesible para estudiantes que tienen dificultades en imaginar un número tan enorme.
• Facilitar la comprensión del concepto de mol como una medida para contar objetos, en el mismo sentido que la docena, la gruesa o la resma.
• Lograr que los alumnos se den cuenta que deben hacer todas las mediciones con una precisión de al menos tres cifras significativas, para poder informar el resultado final del precio de un átomo con esa precisión. (Esto significa que deberán medir las dimensiones de la lámina al milímetro y su masa al centigramo. Una regla y una balanza común de laboratorio son suficientes para este propósito).
• Lograr que los alumnos incrementen su habilidad para la conversión de unidades y el uso de notación científica.
  

Ejemplo de un cálculo

Dimensiones de la lámina: 15,6 cm por 21,2 cm (determinado experimentalmente)

Área de la lámina: 15,6 cm x 21,2 cm = 330 cm²

Área total del rollo de papel de aluminio (según especificaciones del fabricante): 2,31 m²

Precio del rollo: $2,80

Área de la lámina (en m²): 3,30x10^-2

Masa de la lámina (en g): 1,45 (determinado experimentalmente)

Masa del rollo (en g): 2,31 m² . 1,45 g / (3,30x10-2 m²) = 101 g

Nº de moles de átomos de aluminio en el rollo: 101 g/(26,98 g/mol) = 3,74 moles

Nº de átomos de aluminio en el rollo: 3,74 moles (6,02 x 10²³ átomos/mol) = 2,25 x 10²⁴ átomos

Precio de un átomo: $2,80 / (2,25x10²⁴ átomos) = $1,24 x 10^-24/átomo

Avogadro

Bibliografía:

Journal of Chemical Education 71, 656., 1994
Journal of Chemical Education 75, 1565, 1998.

Nota:

N_A: un número que pasó a ser una constante.

Originalmente, N_A designaba el número de átomos o moléculas que había en un mol de cualquier sustancia. Sin embargo, al introducir la cantidad de sustancia como una nueva magnitud física fundamental (dimensionalmente independiente), N_A dejó de ser un número puro para convertirse en una constante física con las dimensiones [cantidad de sustancia]^-1

N_A = 6,02 x 10²³ mol ^-1

Por lo tanto, en la actualidad, el término "número de Avogadro" no debe ser usado y debe decirse constante de Avogadro. Su símbolo es N_A o L. El símbolo N_A procede de la antigua denominación "número de Avogadro", mientras que L es un símbolo en honor del físico J. Loschmidt, que fue el primero en determinar el número de moléculas que hay en un cm³ de un gas ideal en condiciones normales, en el marco de la teoría cinético-molecular. De hecho, en libros editados en Alemania, se habla de número o constante de Loschmidt.

(Fuente: Aureli Caamaño: "Nomenclatura, símbolos y escritura de las magnitudes fisicoquímicas". Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales No 17, Julio 1998).
Ver también: http://ublib.buffalo.edu/libraries/projects/cases/avogadro_notes.html