El peso molecular es una medida que representa la masa de una sola molécula de alguna sustancia. Ayuda a los científicos y analistas a comprender la densidad, el volumen y el desplazamiento de fluidos, entre otras cosas. Conocer el peso exacto de las moléculas en un determinado químico o compuesto también puede ayudar a las personas a evaluar cómo reaccionarán esos compuestos en diferentes condiciones. Hay un par de formas diferentes de calcular el peso, pero las pruebas que involucran espectrometría de masas, desplazamiento de fluidos y refracción de la luz tienden a ser las más comunes.
Obtener un promedio general
La forma más fácil de calcular el peso molecular, también llamado a veces «masa molecular», es sumar el peso total de cada componente. Esto generalmente requiere un conocimiento previo de la masa básica de cada átomo, así como de la composición molecular de la sustancia. El agua es un buen ejemplo. Está formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, y se conoce químicamente como H2O. Un investigador tomaría el peso del hidrógeno y lo multiplicaría por dos, ya que hay dos átomos de hidrógeno en el agua, y luego agregaría el peso del oxígeno. El hidrógeno pesa aproximadamente 1 unidad de masa atómica (u) y el oxígeno pesa aproximadamente 16 u. Por tanto, el cálculo es 1 × 2 + 16 = 18 u, por lo que el peso de una molécula de agua es aproximadamente 18 u.
Contabilización de isótopos
En la mayoría de los casos, la masa molecular es un promedio inicial; el peso de cualquier molécula puede ser ligeramente diferente al de otra debido a los isótopos. Los isótopos son variaciones de elementos y tienen un núcleo con el mismo número de protones pero un número diferente de neutrones, lo que les da un peso atómico diferente que a veces se incluye en los cálculos. Tener en cuenta los isótopos dará una medición más precisa, pero generalmente requiere herramientas especiales y un proceso más preciso.
Métodos de cálculo precisos
Una de las mejores formas de obtener una medición exacta es mediante el uso de un espectrómetro de masas, una máquina especial diseñada para aislar e identificar moléculas. La máquina produce números y representaciones que los analistas deben usar para reconstruir una lectura masiva más exacta. Estas máquinas suelen estar alojadas en laboratorios e instituciones académicas.
A veces, los científicos también calculan el peso utilizando métodos conocidos como “hidrodinámicos”, que básicamente implican sumergir sustancias en agua y estudiar la cantidad y extensión del desplazamiento. Requiere una calibración especial y una serie de herramientas para capturar y observar moléculas dispersas. En algunos casos, los investigadores también pueden obtener una buena sensación de masa al realizar un análisis de luz dispersa, en el que los haces de luz pasan a través de sustancias. La tasa de refracción, que es básicamente la tasa y la velocidad a la que la luz pasa de un lado a otro de una sustancia, o la tasa a la que se absorbe, en el caso de sustancias muy densas, puede proporcionar la base para determinar la molécula. peso nivelado.
Relación con la masa molar
Algunos químicos se refieren a esta medida de manera intercambiable con la masa molar. La masa molar se refiere al peso de un mol de una sustancia, que es similar a la masa atómica, pero a menudo se piensa que es más universalmente precisa. Un mol es la cantidad de una sustancia que contiene el mismo número de entidades elementales, como electrones, iones y átomos, que hay en 12 gramos de carbono-12. El carbono-12 es el más estable de los isótopos de carbono y se utiliza como estándar con el que se miden todas las masas atómicas.
Por qué es importante
Saber cuánto pesan las diferentes moléculas es importante en varios entornos diferentes, pero suele ser más crítico en entornos de laboratorio y fabricación. Los científicos generalmente necesitan esta información para anticipar cómo se relacionarán las diferentes sustancias entre sí, y también para asegurarse de que las concentraciones y suspensiones sean estables. Los fabricantes de alimentos utilizan este tipo de cálculos para asegurarse de que los diferentes ingredientes se mezclen, por ejemplo, y para obtener el perfil de sabor correcto al usar edulcorantes o emulsionantes con diferentes pesos.
El peso molecular también es muy importante a la hora de crear y dosificar medicamentos. Los fabricantes de productos farmacéuticos, así como los médicos y las enfermeras, a menudo necesitan saber cuánto pesa una molécula de un medicamento determinado para saber qué tan potente es probable que sea una cápsula, una inyección u otra dosis. El peso también es muy importante cuando se trata de cambiar de medicamento o de prescripción variable para asegurarse de que los pacientes obtengan la concentración adecuada.