Química
Data:
___/___/2012
1º Ano
2ª UA
Jesus
B
Nome completo:______________________________________ N.º______
ASSUNTO: Massa Atômica; Massa Molecular; Mol e Massa Molar.
PROFESOR: Jesus
Massa Atômica (MA)
I-Introdução
As grandezas utilizadas pelos químicos relacionam as quantidades ou substâncias expressas em massa, volume,
número de átomos, número de moléculas, número de íons e, principalmente, quantidades expressas em mols que,
atualmente, são as de maior importância na Química moderna.
II-Importância
A importância das grandezas químicas é determinar na prática a quantidade das substâncias químicas envolvidas
em uma reação química.
III-Unidade de Massa atômica
A medida de uma grandeza é feita por comparação com uma grandeza padrão convenientemente escolhida. Desta
forma, a medida de massa de um corpo é feita comparando-se a massa de um determinado corpo com a massa de
um padrão adequadamente escolhido.
Para medir a massa do seu corpo, utiliza-se o quilograma (kg). Por exemplo, se você diz pesar 65 kg, isto significa que você é 65 vezes mais pesado que a unidade escolhida (1 kg).
O quilograma (kg) é uma unidade prática, mas nem sempre é adequada para uma determinada situação, como
para indicar a massa de um grão de areia, em que o padrão conveniente seria o miligrama (mg), ou mesmo de um
navio, em que a tonelada (ton) seria o padrão mais adequado; mas nenhum desses padrões citados seria utilizado
para medir a massa de um átomo.
Átomos individuais são muito pequenos para serem vistos e muito menos pesados. Porém, é possível determinar
as massas relativas de átomos diferentes, quer dizer, podemos determinar a massa de um átomo comparando com
um átomo de outro elemento utilizado como padrão.
Em 1961, na Conferência da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), adotou-se como padrão
de massas atômicas o isótopo 12 do elemento carbono (12C), ao qual se convencionou atribuir o valor exato de
12 unidades de massa atômica.
Uma unidade de massa atômica (1 u) corresponde desta forma a 1/12 de massa do isótopo 12 do carbono.
Portanto:
IV- Massa atômica (MA)
Massa atômica é o número que indica quantas vezes a massa de um átomo de um determinado elemento é mais
pesada que 1u, ou seja, mais pesado que 1/12 da massa do átomo de 12C.
Comparando-se a massa de um átomo de um determinado elemento com a unidade de massa atômica (1u), obtém-se a massa desse átomo.
Exemplo:
Quando dizemos que a massa atômica do átomo de 32S é igual a 32 u, concluímos que:
– a massa atômica de um átomo de 32S é igual a 32 u;
– a massa atômica de um átomo de 32S é igual a 32 vezes a maior que 1/12 da massa do átomo de C-12.
V- Massa atômica de um elemento
A maioria dos elementos apresenta mais de um isótopo. O cloro, por exemplo, é constituído por uma mistura de
2 isótopos de massas atômicas, respectivamente, 35 e 37.
A massa atômica do cloro é dada pela média ponderada das massas isotópicas:
Quando dizemos que a massa atômica do elemento cloro é 35,5 u, concluímos que:
Cada átomo do elemento cloro pesa em média 35,5 u;
Cada átomo do elemento cloro pesa em média 35,5 vezes mais que 1/12 da massa do C-12
Portanto:
Massa atômica de um elemento é a média ponderada das massas atômicas dos isótopos naturais desse elemento.
Sendo assim, a massa atômica de um elemento hipotético A, constituído dos isótopos naturais A1, A2, ...., An,
pode ser calculada por:
Massa Molecular (MM)
A massa molecular (MM) é o número que indica quantas vezes a massa de uma molécula ou fórmula, é mais pesada que
1/12 da massa do C-12.
A massa molecular de uma substância é a soma das massas atômicas dos átomos que integram uma molécula ou fórmula
dessa substância.
Por exemplo:
A massa atômica do hidrogênio é 1 u e do oxigênio é 16 u; portanto, a massa molecular da água, de fórmula H2O, é calculada da seguinte maneira:
MM H 2O 2( MAH ) 1( MAO )
MM H 2O 2(1u ) 1(16u ) 18u
Logo, dizemos que a massa de uma molécula de água possui uma massa 18 vezes maior que 1/12 da massa do C-12.
Mol
Um mol é definido como a quantia que contém tantos objetos quanto o número de átomos em exatamente 12 gramas de
C-12.
Várias experiências determinaram que este número é 6,0221367 x 1023, ou simplesmente 6,022 x 1023, e é conhecido
como o número de Avogadro. Um mol de átomos, carros, pessoas, etc... – contêm 6,022 x 1023 destes objetos.( Mas quão
grande é este número? Um mol de gesso cobrindo a Terra resultaria em uma capa com 5 quilômetros de espessura).
Massa molar
Um único átomo C-12 tem uma massa de 12u. Um único átomo de Mg-24 (magnésio - 24) tem uma massa de 24u, ou
duas vezes a massa de um átomo 12C. Assim, um mol de átomos Mg-24 deveria ter a massa de duas vezes um mol de
átomos C-12. Se um mol de átomos C-12 tem massa 12 gramas (por definição), um mol de átomos Mg-24 tem massa de
24 gramas.
Note que a massa de um átomo em unidades de massa atômica (u) é numericamente igual à massa de um mol dos mesmos átomos em gramas (g). A massa em gramas de 1 mol de uma substância é chamada massa molar. A massa molar
(em gramas) de qualquer substância sempre é numericamente igual à sua massa de fórmula (em u).
Exemplos:
a) Uma molécula de H2O tem massa de 18,0 u; 1 mol de H2O tem massa de 18,0 gramas
b) Uma fórmula de NaCl tem massa de 58,5 u; 1 mol de NaCl tem massa de 58,5 gramas
c) Suponha uma amostra de 1,5 mol de cloreto de cálcio (a fórmula química do cloreto de cálcio é CaCl2). A massa atômica
do Ca = 40,0u. A massa atômica do Cl = 35,5u. Então, a massa molecular do CaCl2 = (40,0) + 2 x (35,5) = 111,0u. Então, um
mol de CaCl2 tem uma massa de 110,984 gramas.
Assim, 1,5 mol de CaCl2 vale:
(1,5 mol)x(111,0 gramas/mol) = 166,5 gramas
d) Em uma amostra de 5,91 gramas de ouro, quantos átomos existem ?
A Massa Atômica do Au = 197u.
Então, 1 mol de ouro tem massa de 197 gramas. Assim, em 2,8 gramas de ouro temos:
1 mol de Au ––––––––––197g de ouro
n––––––––––– 5,91g de ouro
n
1mol de Au 5,91 gramas de ouro
197 gramas de ouro
n 0, 03 mol de Au
Exercícios
01-Com o auxilio da tabela periódica, observe o gráfico:
O gráfico é retirado de um espectrômetro de massa.
a) Quantos isótopos o gráfico representa?
b) Qual a abundância isotópica de cada isótopo?
c) Qual a massa atômica desse elemento?
02-O boro existe na natureza sob forma de isótopos 10B e 11B, na proporção de 20% e 80% respectivamente. Calcular a
massa atômica relativa desse elemento.
03-A fórmula do bicarbonato de sódio é NaHCO3 qual a sua massa molecular?
04-O sulfato de cálcio penta hidratado tem a fórmula CaSO4 .5 H2O. Qual sua massa molecular?
05- O composto abaixo é utilizado como anestésico local: Qual a massa molar desse anestésico?
06-Um componente orgânico da carapaça de moluscos é o composto simbolizado abaixo: Qual sua fórmula molecular?
07- Um antitérmico pediátrico muito utilizado é o mostrado abaixo: Qual sua fórmula molecular?
08-A fórmula molecular do octano, um dos componentes da gasolina, obedece à proporção CnH2n+2 e sua massa molecular
é 114u. Qual a fórmula do octano?
09-Se um elemento químico existisse na natureza sob forma de isótopos 50, 52 e 53, sendo 40% e 20% dos dois primeiros
respectivamente, qual deveria ser sua massa atômica relativa?
10-A magnetita (ímã natural) um dos óxidos de ferro possui fórmula molecular Fe3Ox e sua massa molecular é 232u. Determine o valor de x e escreva a fórmula molecular correta da magnetita.
11-Quantos átomos há em 0,2mol de carbono?
12-Qual a massa de 3x1025 átomos de ferro?
13-Determinar a massa de 2x10-4 mol de cálcio?
14-Qual a quantidade, em mol, de 0,48g de carbono?
15-Qual a massa de 1,8mols de metano (CH4)?
16-Qual a quantidade, em mol, de 2,64g de gás carbônico?
17-Qual a massa de 3x1020 moléculas de glicose (C6H12O6)?
18-Calcule quantas moléculas há em 0,7 mols de uma substância?
19-Em uma proveta mediram-se 231 ml de ácido nítrico. Sabendo-se que a densidade dessa substância é 1,5 g/ml, calcule
quantas moléculas há nessa amostra.
20-Em quantos mols de uma substância há 1,5x1021 moléculas?
21-Quantos átomos há em 80g de gás hidrogênio (H2)?
22-Qual a quantidade, em mol, de 29,4g de H2SO4?
23-Em que massa de metano (CH4) encontraremos 3x1027 átomos?
24-(UNICAMP) Um medicamento contém 90mg de ácido acetilsalicílico (C9H8O4) por comprimido. Quantas moléculas dessa substância há em cada comprimido?
25-(FUVEST) Em uma amostra de 1,15g de sódio, o número de átomos é igual a:
a) 6,0 x 1023
b) 3,0 x 1023
c) 6,0 x 1022
d) 3,0 x 1022
e) 1,0 x 1022
26-Quantos átomos estão contidos em uma amostra de 90g de água?
27-Quantos átomos de oxigênio existem em 0,245g de H2SO4?
28-(FUVEST) Determinado óxido de nitrogênio é constituído de moléculas de N2Ox.
Sabendo-se que 0,152g do óxido contém 1,20 x 1021 moléculas, o valor de x é:
a) 1
b) 2
c) 3
d)4
e) 5
29-1,2x1021 moléculas de uma substância pesam 8,4 x 10-2 g. Qual a massa molar dessa substância?
30-Qual a massa de um sistema que contém 3x1023 moléculas de H2SO4 misturadas com 3,6 mols de C2H6?
31-(FUVEST) O número de átomos de cobre existente em l0-8 g desse metal é, aproximadamente:
a) 108
b) 1010
c) 1014
d) 1020
e) 1031
32-(ESAL-MG) Cerca de 18% do corpo humano provém de átomos de carbono, presentes em diversos compostos. Considerando uma pessoa de peso igual a 50 kg, o número de mol de carbono do indivíduo é:
a) 0,5x103
b) 0,75X103 c) 1,0X103 d) 1,25X103 e) 1,5x103
33-(MACKENZIE) O peso de um diamante é expresso em quilates. Um quilate, que é dividido em 100 pontos, equivale a
200mg. O número de carbono existente em um diamante de 25 pontos é de:
a) 2,5x1021
b) 5,0x1024 c) 5,0x1021 d) 2,0x1025 e) 2,5x1024
34-(E.E.MAUÁ) Quantas gotas de água são necessárias para conter 1024 átomos? (Dados: volume de uma gota = 0,05ml;
densidade da água = 1g/ml).
a) 10
b) 20
c) 60
d) 200
e) 600.
35-Com o objetivo de determinar a massa molecular de um gás A, um pesquisador introduziu em um recipiente de volume V, que se encontrava inicialmente vazio, 15g do referido gás e observou o surgimento de uma pressão P, sob a temperatura T.
A seguir, utilizando outro recipiente de volume igual ao do primeiro, verificou que era necessário introduzir a massa de 1g
de H2 para que, na mesma temperatura, fosse gerada a mesma pressão observada no primeiro recipiente. Calcule a massa molecular do gás em estudo.
36-Calcule a massa de NH3 que contem 0,5 mols de elétrons.
37-Considere que uma pessoa exale 1,0 x 10-2 mol de CO2 por minuto. Ao fim de 5 minutos, qual quantidade de matéria,
em mols de oxigênio, inalada por ela aproximadamente.
38-Um recipiente contém 4,8 x1022 moléculas que formam uma mistura de dois gases, nitrogênio e gás carbônico. Supondo que 25% daquele número de moléculas sejam de nitrogênio, as massas dos dois gases contidos no recipiente serão
respectivamente: (Dados: N = 14 C = 12 O = 16 ; Constante de Avogadro = 6 x1023)
a) 0,56 g e 2,64 g
b) 0,56 g e 26,4 g
c) 1,12 g e 13,2 g
d) 11,2 g e 1,32 g
e) n.d.a
39-O ar atmosférico seco, não poluído, apresenta aproximadamente 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de argônio
em volume. Qual o valor da massa molar média desse ar? (Dados: N = 14u, O = 16u, Ar = 40u).
a) 28,9 g/mol
b) 34 g/mol
c) 39,8 g/mol
d) 30 g/mol
e) 26 g/mol
40-(Unicamp) As fronteiras entre real e imaginário vão se tornando cada vez mais sutis à medida que melhoramos nosso
conhecimento e desenvolvemos nossa capacidade de abstração. Átomos e moléculas: sem enxergá-los podemos imaginálos. Qual será o tamanho dos átomos e das moléculas? Quantos átomos ou moléculas há numa certa quantidade de matéria? Parece que essas perguntas só podem ser respondidas com o uso de aparelhos sofisticados. Porém, um experimento simples pode nos dar respostas adequadas a essas questões.
Numa bandeja com água espalha-se sobre a superfície um pó muito fino que fica boiando. A seguir, no centro da bandeja
adiciona-se 1,6 x 10–5 cm3 de um ácido orgânico (densidade = 0,9g/cm3), insolúvel em água. Com a adição do ácido, forma-se imediatamente um círculo de 200cm2 de área, constituído por uma única camada de moléculas de ácido, arranjadas lado a lado, conforme esquematiza a figura abaixo.
Imagine que nessa camada cada molécula do ácido está de tal modo organizada que ocupa o espaço delimitado por um
cubo. Considere esses dados para resolver as questões a seguir.
a) Qual o volume ocupado por uma molécula de ácido, em cm3?
b) Qual o número de moléculas contidas em 282g do ácido?