●
●
Na maioria dos cálculos que os químicos fazem,
eles estão interessados no nº de átomos, íons
ou moléculas presentes do que na massa da
amostra ou no volume da solução.
Os químicos descrevem o nº de átomos, íons e
moléculas em termos de uma unidade chamada
mol.
A massa de um átomo simples é muito
pequena para ser medida em uma
balança.
massa de um átomo de hidrogênio
= 1,673 x 10-24 g
(0,000000000000000000000001673 g)
Analogia
1 mol é o nº de átomos em exatamente
12 g de carbono 12
●
Então, o que significa 1 mol?
Significa contar os átomos em 12 g de C-12, o que é
impraticável.
●
●
Por espectrometria de massa, a massa de 1 átomo de
carbono 12 foi determinada – 1,99265 x 10-23 g.
Portanto o nº de átomos em exatamente 12 g de C-12 é:
nº átomos C-12 = 12 g / 1,99265 x 10-23 g
ou seja
Nº de átomos = 1 mol = 6,022 x 1023
Como o mol dá o nº de átomos em uma amostra, segue
que 1 mol de átomos de qualquer elemento é
6,022 x 1023 átomos do elemento
O mesmo é verdadeiro para qualquer objeto – átomo,
íons ou moléculas.
1 mol de objeto = 6,022 x 1023 daquele objeto
6,022 x 10
23
Constante ou Número de
Avogadro
Se 10.000 pessoas começacem a
contar o número de Avogadro, numa
velocidade de 100 números por minuto,
a cada minuto do dia, levariam para
alcançar o número total...
1 TRILHÃO DE ANOS
A massa atômica, em gramas, de qualquer elemento
contém 1 mol de átomos.
A massa molecular, em gramas de qualquer substância
molecular contém 1 mol de moléculas.
Este é o mesmo número de partículas 6,022 x 1023 que
existem em exatamente 12 gramas de
12
6
C
Exemplos
Espécie
H
Quantidade
1 mol
Número de
átomos de H
6.022 x 10
23
Espécie
Quantidade
Número de
moléculas
de H2
H2
1 mol
6.022 x 10
23
Espécie
Quantidade
Número de
átomos de
Na
Na
1 mol
6.022 x 10
23
Espécie
Quantidade
Número de
átomos de
Fe
Fe
1 mol
6.022 x 10
23
Espécie
Quantidade
Número de
moléculas
de C6H6
C6H6
1 mol
6.022 x 10
23
1 mol de átomos = 6,022 x 1023 átomos
1 mol de moléculas = 6,022 x 1023 moléculas
1 mol de íons = 6,022 x 1023 íons
●
A constante de Avogadro é usada na conversão
entre o nº de mols e o nº de átomos, íons ou
moléculas:
Nº de objetos = nº de mols x nº de objetos por mol
●
Se representarmos o nº de objetos por “N”, o nº de
mols por “n” e o nº de objetos por mol por “NA”
temos:
N = n x NA
●
Sabe-se que uma amostra de vitamina C contém 1,29
x 1024 átomos de hidrogênio. Quantos mols de
hidrogênio a amostra contém?
n =N / NA
Substituindo os dados e o valor da constante de
Avogadro temos:
nº de mols de átomos de H = 1,29 x 10 24 / 6,0221 x
1023 mol-1
nº de mols de átomos de H = 2,14 mol
●
A massa molar de um elemento é sua
massa atômica em gramas.
• Ela contém 6,022 x 1023 átomos
(número de Avogadro) deste elemento.
Massa
Elemento
Atômica
Massa
Molar
Número de
átomos
H
1,008 u
1,008 g
6,022 x 1023
Mg
24,31 u
24,31 g
6,022 x 1023
Na
22,99 u
22,99 g
6,022 x 1023
Medindo Moles de Elementos e Compostos
1 mol de qualquer elemento tem massa em gramas
numericamente igual à massa do elemento.
Problemas
Quantos moles de ferro existem em 25.0 g deste
metal?
Massa atômica do ferro = 55.85
Sequência de conversão: gramas Fe → moles Fe
Prepare o cálculo usando um fator de
conversão entre moles e gramas.
æ 1 mol Fe ö
(grams Fe) ç
÷
55.85
g
Fe
è
ø
æ 1 mol Fe ö
(25.0 g Fe) ç
= 0.448 mol Fe
÷
è 55.85 g Fe ø
Quantos átomos de ferro existem em 25.0 g deste
metal?
Massa atômica do ferro = 55.85
Sequência de conversão : gramas Fe → átomos Fe
Prepare o cálculo usando um fator de
conversão entre átomos e gramas.
æ 6.022 x 10 atoms Fe ö
(grams Fe) ç
÷
55.85
g
Fe
è
ø
23
æ 6.022 x 1023 atoms Fe ö
23
(25.0 g Fe) ç
=
2.70 x 10 atoms Fe
÷
55.85 g Fe
è
ø
Qual a massa de 3.01 x 1023 átomos de sódio (Na)?
Massa Molar Na = 22.99 g
Sequência de conversão: átomos Na → gramas Na
Prepare o cálculo usando um fator de
conversão entre gramas e átomos.
22.99 g Na
æ
ö
(atoms Na) ç
÷
23
è 6.022 x 10 atoms Na ø
22.99 g Na
æ
ö
(3.01 x 10 atoms Na) ç
÷ = 11.5 g Na
23
è 6.022 x 10 atoms Na ø
23
Qual a massa de 0.365 moles de estanho?
Massa atômica do estanho = 118.7
Sequência de conversão : moles Sn → gramas Sn
Prepare o cálculo usando um fator de
conversão entre gramas e moles.
1 molar mass Sn ö
æ
(moles Sn) ç
÷
è 1 mole Sn ø
118.7 g Sn ö
æ
(0.365 moles Sn) ç
÷ = 43.3 g Sn
è 1 mole Sn ø
Quantos átomos de oxigênio estão presentes em 2.00
moles de moléculas de oxigênio?
Dois fatores de conversão são necesários:
æ 6.022 x 1023 molecules O 2 ö
ç
÷
1 mol O2
è
ø
æ 2 atoms O ö
ç 1 mol O ÷
è
2 ø
Sequência de conversão:
moles O2 → moléculas O → átomos O
æ 6.022 x 1023 molecules O 2 ö æ 2 atoms O ö
(2.00 mol O 2 ) ç
÷
ç
÷
1 mol O2
è
ø è 1 molecule O 2 ø
= 2.41 x1024 atoms O
Conversão de Gramas em Moles
Exercício: Quantos moles de Si há em 4,60 g deste elemento?
4,60 g Si
? Mol Si
Primeiramente, devemos saber a massa atômica do elemento Si
28,09 g Si
1 mol Si
Agora podemos construir a conversão:
28,09 gramas Si
1 mol Si
=
4,60 gramas Si
? mol Si
? = 0,164 mol Si
Conversão de Moles em Gramas
Exercício: Quantos gramas de ouro estão contidos em 0,150 mol deste
material?
0,150 mol Au
? g Au
Primeiramente, sabemos a massa atômica do Au,
1 mol Au
197,0 g Au
Agora podemos construir a conversão:
197,0 gramas Au
1 mol Au
=
? gramas Au
0,150 mol Au
? = 26,9 g de Au
Conversão de Massa (gramas) em Número de Átomos
Exercício: Quantos átomos estão contidos em uma amostra de urânio
cuja massa é 1,00 x 10-6 g (1,00 μg) ?
Primeiramente, sabemos a massa atômica do U,
1 mol U
238,0 g U
Massa Molar dos
Compostos
A massa molar de um composto pode
ser determinada pela soma das massas
molares de todos os átomos presentes
em sua fórmula.
Calcule a massa molar do C2H6O.
2 C = 2(12.01 g) = 24.02 g
6 H = 6(1.01 g) =
6.06 g
1 O = 1(16.00 g) = 16.00 g
46.08 g
Calcule a massa molar do LiClO4.
1 Li = 1(6.94 g) = 6.94 g
1 Cl = 1(35.45 g) = 35.45 g
4 O = 4(16.00 g) = 64.00 g
106.39 g
Calcule a massa molar do (NH4)3PO4 .
3 N = 3(14.01 g) = 42.03 g
12 H = 12(1.01 g) = 12.12 g
1 P = 1(30.97 g) = 30.97 g
4 O = 4(16.00 g) = 64.00 g
149.12 g
Número de
Avogadro de
Partículas
6 x 10
Partículas
1 MOL
Massa Molar
23
Número de
Avogadro de
átomos de Ca
6 x 10
átomos Ca
1 MOL Ca
40.078 g Ca
23
23
Número de
6 x 10
Avogadro de
moléculasH2
moléculas de H2O
O
1 MOL H2O
18.02 g H2O
Estas relações estão presentes quando
hidrogênio se combina com cloro.
H
Cl
HCl
6.022 x 1023 H
átomos
6.022 x 1023 Cl
átomos
6.022 x 1023 HCl
moléculas
1 mol átomos H
1 mol átomos
Cl
1 mol moléculas
HCl
1.008 g H
35.45 g Cl
36.46 g HCl
1 massa molar
átomos H
1 massa molar
átomos Cl
1 massa molar
moléculas HCl
37
Considerando elementos diatômicos (H2,
O2, N2, F2, Cl2, Br2, and I2), distinguir entre
um mol de átomos e um mol de moléculas.
Calcule a massa molar de 1 mol de átomos H.
1 H = 1(1.01 g) = 1.01 g
Calcule a massa molar de 1 mol de moléculas H2.
2 H = 2(1.01 g) = 2.02 g
Problemas
Quantos moles de benzeno, C6H6, estão presentes em
390.0 gramas de benzeno?
Massa molar do C6H6 é 78.12 g.
Sequência de conversão: gramas C6H6 → moles C6H6
78.12 grams C6 H 6
Use the conversion factor:
1 mole C6 H 6
æ 1 mole C6 H 6 ö
= 5.000 moles C6 H 6
(390.0 g C6 H 6 ) ç
÷
è 78.12 g C6 H 6 ø
Quantas gramas de (NH4)3PO4 estão contidas
em 2.52 moles de (NH4)3PO4?
Massa molar do (NH4)3PO4 é 149.12 g.
Sequência de conversão:
moles (NH4)3PO4
→ grams (NH4)3PO4
149.12 grams (NH 4 )3PO 4
Use the conversion factor:
1 mole (NH 4 )3PO 4
æ 149.12 g (NH 4 )3PO 4 ö
(2.52 mol (NH 4 ) 3PO 4 ) ç
÷
è 1 mol (NH 4 )3PO 4 ø
= 376g (NH 4 )3 PO4
56.04 g de N2 contem quantas moléculas de N2?
Massa molar do N2 é 28.02 g.
Sequência de conversão: g N2 → moles N2
→ molecules N2
Usando os fatores de conversão
1 mol N 2
28.02 g N 2
23
6.022 x 10 molecules N 2
1 mol N 2
æ 1 mol N 2 ö æ 6.022 x 10 molecules N 2 ö
(56.04 g N 2 ) ç
÷
ç
÷
1 mol N 2
è 28.02 g N 2 ø è
ø
23
= 1.204 x 10
24
molecules N 2
56.04 g de N2 contém quantos átomos de
nitrogênio?
Massa molar do N2 é 28.02 g.
Sequência de conversão: g N2 → moles N2
→ molecules N2
Use Nthe conversion factor
→ atoms
23
1 mol N 2 6.022 x 10 molecules N 2
2 atoms N
28.02 g N 2
1 molecule N 2
1 mol N 2
æ 1 mol N 2 ö æ 6.022 x 10 molecules N 2 ö
(56.04 g N 2 ) ç
֍
÷
28.02
g
N
1
mol
N
è
ø
2 øè
2
23
æ 2 atoms N ö
ç 1 molecule N ÷
è
2 ø
= 2.409 x 10
24
atoms N
Composição Percentual
dos
Compostos
Composição percentual de um composto é a
percetagem de massa de cada elemento neste
composto.
11.19% H de
massa
H 2O
88.79% O de
massa
Composição Percentual
da Fórmula
Se a fórmual de um composto é conhecida, um
proceso em duas etapas é necesário para
calcular a composição percentual.
Etapa 1 Calcule a massa molar da
fórmula.
Etapa 2 Divida a massa total de cada
elemento na fórmula pela
massa molar e multiplique por
100.
total mass of the element
x 100 = percent of the element
molar mass
Calcule a composição percentual do ácido
sulfídrico H2S.
Etapa 1 Calcule a massa molar do H2S.
2 H = 2 x 1.01g = 2.02 g
1 S = 1 x 32.07 g = 32.07 g
34.09 g
Calcule a composição percentual do ácido
sulfídrico H2S.
Etapa 2 Divida a massa total de cada
elemento na fórmula pela massa
molar e multiplique por 100.
æ 2.02 g H ö
H: ç
÷ (100) = 5.93%
è 34.09 g ø
æ 32.07 g S
S: ç
è 34.09 g
ö
÷ (100) = 94.07%
ø
S
H
94.07%
5.93%
Composição Percentual
a partir de
dados experimentais
A composição percentual pode ser calculada
de dados experimentais sem se conhecer a
composição do composto.
Etapa 1 Calcule a massa do composto
formado.
Etapa 2 Divida a massa de cada
elemento pela massa total do
composto e multiplique por 100.
Um composto contendo nitrogênio and oxigênio
é analisado e contém 1,52 g de nitrogênio e
3,47 g de oxigênio. Determine sua composição
percentual.
Etapa 1 Calcule a massa total do composto
1.52 g N
3.47 g O
4.99 g = massa total do produto
Um composto contendo nitrogênio and oxigênio
é analisado e contém 1,52 g de nitrogênio e
3,47 g de oxigênio. Determine sua composição
percentual.
Etapa 2 Divida a massa de cada elemento
pela massa total do composto.
æ 1.52 g N ö
ç
÷ (100) = 30.5%
è 4.99 g ø
æ 3.47 g O
ç
è 4.99 g
ö
÷ (100) = 69.5%
ø
O
N
69.5%
30.5%