Problema de análisis dimensional

Hago esta pregunta aquí porque creo que está fundamentalmente vinculada a la física, ya que gira en torno al análisis dimensional y las cantidades físicas.

Antecedentes : la cantidad de sustancia es una cantidad física fundamental que tiene mol (mol) como unidad SI. Por lo tanto, todas las expresiones para la cantidad de sustancia deben tener la unidad mol (o cualquier unidad para la cantidad de sustancia) en la simplificación si se toma el mol (o cualquier otra unidad para la cantidad de sustancia como se indicó anteriormente) como la unidad para la cantidad de sustancia.

En resumen, todas las expresiones para la cantidad de sustancia deben tener la unidad para la cantidad de sustancia en la simplificación (si es necesario). En esta pregunta usaré la unidad SI para la cantidad de sustancia, es decir, mol para todos los propósitos.

Si A = Cantidad de sustancia (en moles), metro = Masa de la sustancia en una unidad particular (normalmente en gramos), METRO = Masa por unidad de cantidad de sustancia (normalmente en gramos/mol)

entonces,

(1) A = metro METRO

Si la sustancia está en forma molecular, entonces M se conoce como masa molar de la sustancia.

Pero en mi libro de texto y en muchos sitios web en Internet, me he encontrado con la frase número de moles . Creo que se refiere a la cantidad de sustancia o puede ser la parte numérica en la cantidad de sustancia. Las fórmulas dadas allí eran extrañas. Una de las fórmulas para la cantidad de sustancia era la siguiente:

Si norte es el número de moles, metro es la masa de la sustancia en gramos y X es el peso atómico (para átomos de elementos) o peso molecular (para moléculas de elementos y compuestos), entonces,

(2) norte = metro X

Esta ecuación no es dimensionalmente correcta si tengo razón.

Mis preguntas :

En primer lugar, me gustaría preguntar si la cantidad de sustancia y el número de moles se refieren a lo mismo o es que la cantidad de sustancia tiene una unidad junto con un valor numérico, mientras que el número de moles no tiene una unidad y representa el valor numérico. en la magnitud de la cantidad de sustancia.

En segundo lugar, entre ecuaciones 1 y 2 , ¿cuál es completamente correcto (tanto en significado como en dimensión)?

En tercer lugar, ya que en algún lugar he encontrado gramo de masa atómica/molecular en lugar de masa molar, me gustaría saber cuáles son las diferencias entre ambos y si tienen las mismas unidades o unidades diferentes.

Sí, la ecuación 2 es incorrecta con la interpretación que le diste a todas las cantidades. Si x es el peso molecular, n es el número de moléculas, no de moles.
Tu ecuación es dimensionalmente correcta si "n" es el número de moles, "m" es la masa en gramos y "x" es el peso molecular en g/mol.
@DavidWhite Eso es un malentendido. Los pesos moleculares están siempre en daltons (adimensionales); la cantidad en g/mol que estás buscando es la masa molar METRO utilizado en (1).
He proporcionado una respuesta pero, francamente, creo que esto debería migrarse a Química : los químicos también pueden hacer análisis dimensionales, ya sabes.
@emilio pisanty, la nomenclatura "antigua" definía el peso molecular como g/mol. Reconozco que las definiciones tienden a cambiar con el tiempo.
@David Es posible que ese haya sido el caso en algún momento, pero el uso está en desuso y ya no debe usarse.

Respuestas (1)

El uso 'número de moles' es incorrecto , formalmente hablando, y no debe usarse. Hay muchos recursos que lo hacen, pero deben evitarse si es posible. La cantidad correcta a utilizar es la cantidad de sustancia, que suele estar en moles.

Tu ecuación (1) es completamente correcta: si tienes una masa metro de una sustancia cuya masa por unidad de cantidad de sustancia es METRO (la masa molar , una cantidad en kilogramos por mol), entonces tienes una cantidad de sustancia

A = metro METRO ,
en moles.

Para dar sentido a su ecuación (2), usa la masa atómica / molecular X de la especie en cuestión; esta es formalmente una cantidad adimensional que normalmente se expresa en daltons/unidades de masa atómica , y se relaciona con la masa molar a través de METRO = X METRO tu , dónde METRO tu = 1 gramo / metro o yo es la constante de masa molar . Con esta convención, si tienes una masa metro de su sustancia, entonces la cantidad

metro X = A METRO tu
está en kilogramos, y tiene muy poco sentido.

Cuando la gente calcula el ∗ número de moles norte (dónde ∗ significa que no se debe usar la cantidad, por tomar prestada alguna notación de la lingüística), lo que normalmente hacen es dividir la masa metro de la muestra por la masa de un mol de la sustancia en cuestión, ∗ y = METRO × 1 metro o yo , dandote

∗ norte = metro y = metro METRO × 1 metro o yo = A 1 metro o yo ,
es decir, el valor numérico de la cantidad de sustancia cuando se expresa en moles. Este uso, aunque generalizado, es incorrecto y solo te causará dolor en el futuro.

Del mismo modo, cualquier recurso que le proporcione masas moleculares en gramos no tiene idea de lo que está hablando (o al menos de cómo hablar al respecto) y debe evitar esos recursos. Debe usar la masa molar (en kilogramos por mol) o la masa molecular (en daltons, es decir, adimensional), pero a menos que le vendan masas en el 10 − 26 k gramo 's, más o menos, están manejando completamente mal sus unidades.

La segunda ecuación es incorrecta en la forma en que se publica y tenemos que introducir la constante molar para que tenga sentido. ¿Bien?
@MrAP Sí. Ya he dicho eso en la respuesta. Tenga en cuenta que volver a publicar repetidamente el mismo comentario no es un uso apropiado de la función.
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