mol a unidade da química
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Massas Atômicas
Massas Moleculares
Mol e Constante de Avogadro
Massa Molar
O que vamos estudar
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O que é massa atômica?Qual o padrão usado para medir massa
atômica?O que é massa molecular?O que é mol e como utilizá-lo para calcular
relações de massa?Como se calculam relações de massa em
reações químicas?
Questões- Chave
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GRANDEZAS FÍSICAS E UNIDADES E UNIDADES DE MEDIDA
O que significa medir uma grandeza?
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GRANDEZAS FÍSICAS E UNIDADES E UNIDADES DE MEDIDA
Qualquer medida de uma grandeza
consiste sempre numa comparação da grandeza com uma
unidade de referência ou padrão
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Unidades básicas no sistema métricoUnidades básicas no sistema métrico
Comprimento metro (m)
Volume litro (L)
Massa grama (g)
Temperatura Celsius (°C)
Energia Calorias (cal)
Quantidade de substância Mol (mol)
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Balanças analíticas usadas em Laboratório
Balanças analíticas usadas em Laboratório
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Qual o padrão escolhido para medir a massa
atômica?
E como é feita esta medida?
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Capítulo 13 – Mol
A unidade de massa atômica
Foi escolhida como unidade de massa atômica
(cujo símbolo é u) um doze avos da massa do isótopo do
carbono de número de massa 12, isto é, 1/12 da massa do 12C.
÷ em 12
partes iguais
Padrão
1 u
6C12
1 u = 1 / 12 6C12
MA = 12u
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Detector de íons
acelerador
Campo eletro-magnético
injeção
ionização
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Em um espectrômetro de massa, pode-se determinar
experimentalmente a massa dos átomos.
Capítulo 13 – Mol
Massa atômica é a massa de um átomo expressa em
unidades de massa atômica (u).
Átomo Massa atômica (u)
Berílio, 4Be 9,012182
Fluor, 9F 18,998403
Sódio, 11Na 22,989770
9
19
23
MEDIDA DAS MASSAS ATÔMICAS
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O fato de a massa de um átomo de flúor ser 19 u significa que
seus átomos têm massa 19 vezes maior que 1/12 da massa
de um átomo de 12C.
Capítulo 13 – Mol
De modo aproximado, esses valores podem ser escritos assim:
– 23 u11Na23
– 19 u9F19
– 9 u4Be9
MEDIDA DAS MASSAS ATÔMICAS
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Capítulo 13 – Mol
No caso do 27Al, por exemplo, seu número de massa é 27
e sua massa atômica é 26,981538 u.
Massa atômica(MA) não é mesma coisa de Número de Massa(A)
Relembrando: Número de Massa (A)
A = P + N Al P = 13
N = 14A = 13 + 14 = 27
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Relembrando: Massa atômica (MA)
Massa Atômica é a soma das massas dos prótons e nêutrons do núcleo de um átomo
determinada experimentalmente.
Além disso a massa de um próton não exatamente igual à massa de um nêutron e na
formação do núcleo de um átomo parte da massa é convertida em energia, ocorre uma
pequena perda de massa.
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Massa atômica de um elemento com doisou mais isótopos naturais
Massa atômica e abundância dos isótopos naturais do
elemento químico cloro:
35Cl = 34,968853 u (75%) 37Cl = 36,965903 u (25%)
Capítulo 13 – Mol
Consideremos uma amostra de 100 átomos desse elemento,
na qual há 75 átomos de 35Cl (75%) e 25 átomos de 37Cl (25%).
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Capítulo 13 – Mol
Interpretação: Cada átomo do elemento cloro tem, em média,
massa igual a 35,5 u.
75 · 35 u + 25 · 37 u
100 = 35,5 uMassa média do átomo de cloro =
Massa atômica de um elemento com doisou mais isótopos naturais
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EXERCÍCIOS SOBRE MASSA ATÔMICA DO ELEMENTO:
(Cesesp - PE) O elemento Lítio, tal como ocorre na natureza, consiste em dois isòtopos, 3Li7 e 3Li6, sendo que 92,6% são do isótopo 3Li7. Qual é a massa atômica média do Lítio natural, em unidades de massa atômica? a) 6,45 b) 6,39 c) 6,57 d) 6,93 e)6,88
RESOLUÇÃO:
DADOS:
ISÓTOPOS DO LÍTIO COM SUAS RESPECTIVAS PORCENTAGENS DE OCORRÊNCIA
3Li7 92,6% 3Li6 100 – 92,6 = 7,4%
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PERGUNTA:
MASSA ATÔMICA DO ELEMENTO QUÍMICO LÍTIO?
RESPOSTA: LETRA D
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2) (FEI-SP) Na natureza, encontramos em qualquer amostra de cloro os isótopos de números de massa 35 e 37. Sabendo que a massa atômica média do cloro e´ igual a 35,5u, calcule a porcentagem de cada isótopo nessa mistura.
Sugestão: Considere x a porcentagem de um deles e (100 – x) a do outro, e substitua esses dados na fórmula da média ponderada.
DADOS
35Cl Massa atômica = 35 porcentagem = X%
37Cl Massa atômica = 37 porcentagem = 100 – X%
Massa atômica média = 35,5
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AGORA, BASTA APLICAR A FÓRMULA:
3550 = 35X + 3700 – 37X
Colocando os valores de X no 1º membro e os valores independentes no 2º, temos:
2X = 150, logo X = 75%
Porcentagem do 35Cl = 75% e Porcentagem do 37Cl = 25%
100.35,5 = 35X + 3700 – 37X
37X – 35X = 3700 – 3550
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O que é Massa Molecular?
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Massa Molecular (MM) é a soma das massas atômicas de todos os
átomos de uma substância expressas em unidades de
massa atômica(u)
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Massas atômicas e massas molecularesusando a tabela periódica
Capítulo 13 – Mol
A massa de um átomo do elemento potássio é de aproximadamente 39 u.
A massa de um átomo do elemento carbono é de aproximadamente 12 u.
A massa de um átomo do elemento oxigênio é de aproximadamente 16 u.
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Capítulo 13 – Mol
Na tabela periódica, encontramos o número atômico e a massa atômica dos elementos.
6
C12,0
14
Si28,1
7
N14,0
8
O16,0
16
S32,1
15
P31
Número atômico do elemento
Massa atômica do elemento (u)
Massas atômicas e massas molecularesusando a tabela periódica
Qual massa de uma molécula da substância
oxigênio ?
Qual a massa molecular da substância gás carbônico (CO2)?
O2
MM = 2 X 16,0 = 32u
MM = 2 X 16,0 + 12 = 44u
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Exemplo
Qual a massa molecular da glicose ( C6H12O6)?
C 6 X 12,0 = 72,0
H 12 X 1,0 = 12,0
O 6 X 16,0 = 96,0
C6H12O6 MM = 180,0 u
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Exemplo
Qual a massa molecular da Ureia ( NH2 )2CO?
N 2 X 14,0 = 28,0
H 4 X 1,0 = 4,0
C 1 X 12,0 = 12,0
( NH2 )2CO MM = 60,0 u
O 1 X 16,0 = 16,0
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Massa de íons
A massa de um íon (cátion ou ânion) é igual à do
átomo neutro correspondente.
Na = 23 u; Na+ = 23 u S = 32 u; S2– = 32 u
Capítulo 13 – Mol
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Massa de Substâncias Iônicas
Capítulo 13 – Mol
NaCl
Na = 23 u; Cl = 35,5 u
NaCl = 1 ∙ 23 u + 1 ∙ 35,5 u
NaCl = 58,5 u ⇒ Massa fórmula do NaCl
Em alguns textos encontramos “ massa fórmula” (do inglês formula weight) em vez de “ massa molecular”. Este termo, entretanto, não é usado no Brasil.
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Uma dada massa ou volume de substância está associada a
números(extremamente grandes!) das entidades a
constituem.....
Para expressar essas
quantidades, os químicos...
Quantidade de matéria
Essas entidades podem ser moléculas, átomos ou íons
definiram a grandeza:
quantidade de matéria
Cuja unidade é o MOL
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Mol é a quantidade correspondente a 6,02.1023 unidades de qualquer coisa
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6,02 X 1023 unidades
1 mol de qualquer coisa
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1 mol de átomos = 6,02.1023 átomos.
1 mol de moléculas = 6,02.1023 moléculas.
1 mol de íons = 6,02.1023 íons.
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O conceito de mol
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Quantidade de Substância ou de Matéria(Mol)
Mol é a quantidade de matéria (ou de substância) que contém tantos átomos, moléculas ou íons quantos átomos houver em exatamente de 12g Carbono - 12.
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6,02 X 1023 átomos
E quantos são os átomos contidos em
12g de Carbono – 12?
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Determinar o número de átomos, moléculas, íons,
elétrons, etc. contidos numa certa quantidade de matéria
Para que serve o MOL?
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Converter quantidades de átomos, moléculas, íons, elétrons, etc. para a unidade usual de massa, o grama – através de relações simples;
Para que serve o MOL?
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Facilitar os cálculos das quantidades de substâncias utilizadas nos processos químicos industriais.
Para que serve o MOL?
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Constante ou número de de Avogadro
Fator de proporcionalidade para calcular nº de átomos, moléculas, íons, etc. numa certa quantidade de matéria
N α n N= átomos, moléculas, íons, etc
n = Quantidade de matéria(mol)
N = NA . n NA = Constante de Avogadro
NA = 6,02 1023 mol -1
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Qual é o número de átomos contidos numa amostra de 5 mols de sódio?
N = n x NA
N= 5 mol X 6,02 . 1023 átomos.mol -1
N = 30,10. 1023 ou 3,010. 1024 átomos de sódio
Nº de átomos de sódio = N
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VOCÊ PODE USAR UMA REGRA DE TRÊS SIMPLES
Qual é o número de átomos contidos numa amostra de 5 mols de sódio?
X = 5 . 6,O2 . 1023 = 30,10. 1023 ou
3,010. 1024 ÁTOMOS DE SÓDIO
1 MOL 6,O2 . 1023 ÁTOMOS DE SÓDIO
5 MOLS X
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6,02 .1023 mol -1
6,0.1023 mol -1
Constante de Avogadro
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Massa Molar
Da dimensão microscópica para
a macroscópica
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Massa Molar
É a massa de um mol da substância
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Massa Molar de uma substância (M):
É a Massa Molecular da
Substância expressa em gramas
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Massa Molar
Unidade:
gramas/mol
Veja os exemplos
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Substância Massa Molecular(u)
Massa de 6,02 . 1023 moléculas (1mol)
Massa Molar
Água(H2O) 18 18g 18 g/mol
Ácido sulfúrico(H2SO4)
98 98g 98 g/mol
EXEMPLOSEXEMPLOS
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Você tem um destes dois e terá que encontrar o outro
Gramas de A Gramas de A Mols de B Mols de B
Use massa molar ( g/mol)Como um fator de conversão
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Aplicação
Determine a quantidade de matéria( em mol) e o número de moléculas em 90 gramas de água.
MM H2O = 18uMassa Molar de H2O = 18g/mol
X = 5 mols de moléculas de H2O
18g de H2O 1 mol de moléculas de H2O
90 g de H2OX
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N = 5 mol X 6,0.1023 moléculas.mol-1
N = 3,0 . 1024 moléculas de H2O
Qual o número de moléculas em 5 mols de H2O?
![Page 51: Mol a unidade da química](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012402/55a12f871a28ab69738b45b1/html5/thumbnails/51.jpg)
VOCÊ TAMBÉM PODE CALCULAR A QUANTIDADE DE MATÉRIA( EM MOL) UTILIZANDO A SEGUINTE
FÓRMULA
n = quantidade de matéria em mol
m = massa de substância em gramas
M = Massa molar em gramas/mol
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OUTRA FORMA DE RESOLVER:
1 mol 6,0 . 1023 moléculas
5 mol y
y = 3,0 . 1024 moléculas de H2O
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Qual a Massa Molar do Cálcio (Ca)?
Massa Atômica do Ca = 40u;
Massa Molar do Ca = 40g/mol
Para um elemento químico a Massa Molar é a massa
atômica expressa em gramas
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Exercício
Qual a quantidade de matéria (em mol) e o número de átomos existente em 120g de Cálcio ?
Massa Atômica de Ca = 40uMassa Molar = 40g/mol
40g de Ca 1 mol de átomos de Ca
120g de Ca X mol de átomos de Ca
X= 3 mols de átomos de Ca
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Qual o número de átomos de Ca em 3 mols?
3 mols de átomos de Ca
3 X 6,0.1023 =18. 1023 ou 1,8. 1024 átomos
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Questão 01: São feitas as seguintes afirmações sobre o conceito de mol:I. Mol é a unidade de quantidade de substância;II. A quantidade de partículas em 1 mol pode variar a depender do tipo de entidade química;III. 2 mols de átomos de sódio contém 1,204. 1024 átomos de sódio.IV. 1 mol de átomos de sódio possui a mesma massa em gramas, que 1 mol de átomos de cálcio;V. A massa em gramas de 1 mol de átomos de oxigênio é 16g.São corretas as afirmações:
a) I e III;b) I, II e III;c) II e IV;d) I, III e V;e) III e V.
Questões
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I. Afirmação correta;
II. Errado. A quantidade mol é igual para qualquer entidade química;
III. Correto. 2 mols de átomos = 2 X 6,02.1023 = 1,204.1024 átomos;
IV. 1 mol de átomos de sódio = 23g ; 1 mol de átomos de cálcio = 40g ;
V. Afirmação correta. 1 mol de átomos de oxigênio = 16g.
Resposta: D
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Questão 02: (UEL-PR) Quantas vezes a massa da molécula de glicose, C6H12O6, é maior que a da molécula de água?*Consulte a tabela periódica para obter as massas atômicas.a) 2 c) 6 e) 10b) 4 d) 8
MM (C6H12O6) = 6X12 + 12X1 + 6X16 = 180
MM (H2O) = 2X1 + 1X16 = 18;
MM (Glicose)/ MM (Água) 180/18 = 10
Resposta: E
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Questão 03: (CESGRANRIO-RJ) O efeito estufa é um
fenômeno de graves conseqüências climáticas que se deve a
altas concentrações de CO2 no ar. Considere que, num dado
período, uma indústria “contribuiu” para o efeito estufa,
lançando 88 toneladas de CO2 na atmosfera. O número de
moléculas do gás lançado ao ar, naquele período, foi
aproximadamente:
Dados: Massas atômicas; C= 12, O=16.
Constante de Avogadro= 6,0. 1023.
1 tonelada= 106 gramas.
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a) 1030
b) 1027
c) 1026
d) 1024
e) 1023.
Veja a resolução
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Dado 88 toneladas de CO2 = 88. 106 g
Pergunta: Nº de moléculas em 88 toneladas de CO2 ?
Resolução:
MM CO2 = 12 + 2(16) = 44
M CO2 = 44g/mol
Nº de moléculas = n . NA
N = 2. 106 mol X 6,0. 1023mol-1 = 12.1029 = 1,2 . 1030 moléculas.
Resposta: A
44 g 1mol
88. 106g X
X = 2. 106 mol
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Questão 04: A massa molar da Sacarose é:Dados: C= 12; H=1; O=16.Fórmula da sacarose: C12H22O11
a) 180 u c) 180 g/mol
b)342 u d) 342 g/mole)340 g/mol
MM = 12(12) + 22(1) + 11(16) = 342u
M = 342g/mol
Resposta: D
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Questão 05: (FEI-SP) Se a sua assinatura, escrita com grafite do lápis, pesa 1mg, o número de átomos de carbono em sua assinatura é:
Dados: C= 12.Constante de Avogadro: 6,0. 1023. 1g = 1000mg.a) 6,0. 1023 d) 5,0. 1019
b) 72,24. 1023 e) 1,2. 1022
c) 12
MA de C= 12
M = 12 g/mol
12 g ________ 6,0 . 1023 X = 6,0 .1023 . 10-3/12 = 0,5 . 1020 = 5.1019
10-3g _______ X Resposta: D
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Questão 06: (UFRGS-RS) O elemento cloro apresenta massa atômica igual a 35,45 u. Esta informação significa que:
a) O átomo de cloro apresenta massa 35,45 vezes maior que a massa do átomo de hidrogênio.
b) A massa de um átomo de cloro é 35,45 vezes maior que a massa do isótopo 12 do carbono.
c) A relação entre as massas dos átomos de cloro e de carbono é 35,45 ÷ 12.
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d) Qualquer átomo de cloro apresenta massa 35,45 vezes maior que 1/12 do isótopo 12 do carbono.
e) A média ponderada das massas dos isótopos do cloro é 35,45 vezes maior que 1/12 da massa do isótopo 12 do carbono.
Resposta E
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Questão 07: (PUC - MG) O ácido tereftálico (C8H6O4) é utilizado na fabricação de fibras sintéticas, do tipo poliéster. A massa do oxigênio existente em 0,5 mols de moléculas desse ácido é, em gramas, igual a:
Dados: Massas molares (g/mol)C= 12; H=1; O=16.a) 8,0 c) 32,0b) 16,0 d) 48,0. e)64
1 Mol de C8H6O4 4 mols de oxigênio = 64 g
0,5 mol de C8H6O4 X
X = 0,5 . 64 = 32g Resposta C
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Questão 08: (UNIFOR – CE) Um recipiente contém 2,0 mols de cloro(Cl2) gasoso. O número de moléculas desse gás é:
a) 2,4. 1023 c) 1,2. 1023 e) 2,0.b) 1,2. 1024 d) 4,0
Nº de moléculas = 2 X 6,0 .1023 = 1,2 . 1024 moléculas
Resposta: B
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Questão 09: (UEPB) O número de Avogadro corresponde ao número de “espécies” (6,02. 1023 átomos, moléculas, fórmulas, íons etc.) existentes, quando a massa atômica, a massa molecular e a massa fórmula da espécie considerada são expressas em gramas. Baseado nisso, quantas moléculas existem em 0,196 Kg de ácido sulfúrico( H2SO4)? (Dados: H=1; S=32; O=16)
a) 12,04. 1023 c) 10,04.1024
b) 8,42.1024 d) 12,04.1025
e) 6,02.1024
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MM (H2SO4) = 2(1) + 1(32) + 4(16) = 98
M = 98g/mol
98 g _______ 1mol
196g _____ X X = 196/98 = 2 mols
Nº = 2(6,02. 1023) = 12,04 . 1023
Resposta : A
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Questão 10: (UCS - RS) Após uma partida de futebol, foi coletado 1,4kg de latinhas de alumínio no estádio. A massa molar desse metal é 27g/mol. Em valores arredondados, quantos mols de átomos desse metal foram coletados?
a) 6,02.1023 c) 13 e) 0,27.b) 1.400 d) 52
27 g de Al ____________ 1 mol
1400 g de Al _________ X
X = 1400gX 1 mol/ 27g = 51,85 ~ 52 mols
Resposta: D
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RELAÇÕES IMPORTANTES
Para resolver problemas envolvendo elementos químicos
Massa molar(g) 1 mol de átomos 6,0 . 1023 átomos corresponde contém
Lembre-se o valor da Massa molar do elemento é igual ao da massa atômica, porém a unidade é g/mol
Para calcular a quantidade de matéria em mol, você pode utilizar a expressão:
n = mM
Para calcular quantidade de átomos
N = n . NA ou N = n . 6,0 . 1023
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RELAÇÕES IMPORTANTES
Para resolver problemas envolvendo substâncias químicas
Massa molar(g) 1 mol de moléculas 6,0 . 1023 moléculas corresponde contém
Lembre-se o valor da Massa molar da substância é igual ao da massa molecular, porém a unidade é g/mol
Para calcular a quantidade de matéria em mol, você pode utilizar a expressão:
n = mM
Para calcular quantidade de moléculas
N = n . NA ou N = n . 6,0 . 1023
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Exercício complementar:
RESOLUÇÃODADOS DO PROBLEMA:
Massa de ácido acetilsalicílico( C9H8O4) = 90mg
Conversão da massa de mg para g
X = 90. 1O-3 g
12) (Unicamp-SP) Um medicamento contém 90 mg de ácido acetil-salicílico (C9H8O4) por comprimido.Quantas moléculas dessa substância há em cada comprimido? (Número de Avogadro = 6,0 · 1023 mol–1; massas atômicas relativas: C = 12, O = 16, H = 1).
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PERGUNTA:
Número de moléculas de ácido acetilsalicílico( C9H8O4) por comprimido
MM de C9H8O4 = 9(12) + 8(1) + 4(16) = 180
180g _______ 6,0 . 1023 moléculas
90. 10-3g _______ X (moléculas)
X = 9. 10-3 . 6,0 . 1023 180
X = 3.1020 MOLÉCULAS
M = 180g/mol
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Qual a massa em gramas de uma molécula de hidrogênio?
Dados:
Massa atômica do H = 1
Constante de Avogadro: 6,0. 1023 mol -1
Resolução
Como a substância hidrogênio é formada por moléculas de H2
MM H2 = 1.2 = 2
M H2 = 2g/mol
2g de H2 6,0. 1023 moléculas de H2
X(g) 1 molécula de H2
X =
2
6,0. 1023
gX = 3,3 . 10 –24 g
![Page 76: Mol a unidade da química](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012402/55a12f871a28ab69738b45b1/html5/thumbnails/76.jpg)
8) (Vunesp-SP) O mercúrio, na forma iônica, é tóxico porque inibe certas enzimas. Uma amostra de 25 gramas de atum de uma grande remessa foi analisada e constatou-se que continha 2,1 · 10–7 mol de Hg2+.Considerando-se que os alimentos com conteúdo de mercúrio acima de 0,50 · 10–3 gramas por quilograma de alimento não podem ser comercializados, demonstre se a remessa de atum deve ou não ser confiscada.(Massa atômica do Hg = 200)
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
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RESOLUÇÃO
Limite da quantidade de íons Hg2+ por Kg de alimento
0,50. 10-3 g de Hg2+ / Kg de alimento
Remessa de atum analisada:
25 g de atum contém 2,1 . 10 –7 mol de Hg2+
Linha de raciocínio:
Determinar a massa de íons Hg2+ em 2,1 . 10 –7 mol de Hg2+
Calcular a massa de Hg2+ por quilo de atum na remessa analisada e comparar com o limite
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MA do Hg = 200 M = 200 g/mol
1mol de Hg 2+ 200g
2,1 . 10 –7 mol de Hg2+ X
420. 10 –7 = 4,2. 10 –5 g de Hg2+
25g de atum 4,2. 10 –5 g de íons Hg2+
103g de atum Y1,68. 10-3g de Hg2+
Limite
0,50.10-3 g de Hg2+ / Kg de atum
A amostra deve ser confiscada
![Page 79: Mol a unidade da química](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012402/55a12f871a28ab69738b45b1/html5/thumbnails/79.jpg)
9) (Fuvest-SP) Linus Pauling, prêmio Nobel de Química e da Paz,
faleceu recentemente aos 93 anos. Era um ferrenho defensor das
propriedades
terapêuticas da vitamina C. Ingeria diariamente cerca de 2,1 · 10–2 mol
dessa vitamina. Dose diária recomendada de vitamina:
(C6H8O6) ---------------------------------- 62 mg
Quantas vezes, aproximadamente, a dose ingerida por Pauling é
maior que a recomendada?
(Dados: H = 1, C = 12, O = 16)
![Page 80: Mol a unidade da química](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012402/55a12f871a28ab69738b45b1/html5/thumbnails/80.jpg)
Exercício proposto 10
Dados:
2,1. 10-2 mol de vitamina C
MM C6H8O6 = 6.(12) + 1.(8) + 6.(16) = 72 + 8 + 96 = 176
M C6H8O6 = 176g/mol
Dose diária de vitamina C recomendada: 62 mg
Cálculo da massa de vitamina C correspondente a 2,1. 10-2 mol:
1 mol ---------- 176g
2,1. 10-2 mol --------- X
X = 3,7g
3700mg
62mg= 59,67 = 60 vezes
![Page 81: Mol a unidade da química](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012402/55a12f871a28ab69738b45b1/html5/thumbnails/81.jpg)
Bom, por hoje acabou!
Espero que tenham gostado da aula.
Um abraço do Prof. Augusto Sérgio