Mole, massa molar, rendimento e grau de pureza. Massa atómica relativa É um número que indica quantas vezes a massa de um átomo é >ou< que 1/12 da massa do átomo 12C . A maioria dos elemento possui vários isótopos. O valor da massa que aparece representada na TP corresponde a que isótopo do elemento? É um valor médio calculado da seguinte forma: A massa “Ar” é calculada pela “média ponderada” das massas dos isótopos dos elementos e das suas % na natureza. Alguns exemplos de Massas atómicas relativas Ar (H) = 1,01 Ar(He) = 4,00 Ar(C) = 12,01 Ar(N) = 14,01 Ar(O) = 15,99 Massa molecular relativa(MR) Representa o número de vezes que a massa de uma dada molécula é maior que a massa do padrão de unidade de massa atómica. Mr (H2O) = 2×Ar(H) + Ar (O) Mr (H2O) = 2×1,00 + 15,99 = 18,00 Constante de Avogadro Amadeo Avogadro percebeu que a massa atómica de cada elemento (em gramas) continha um número fixo de partículas. Este número foi chamado de constante de Avogadro. O seu valor é igual a: 6,02 x 10²³ 1 mol = 6,02x1023 Massa molar É a designação usada para expressar a massa de uma mole de partículas. Vem expressa em g/mol Mr (H2O) = 2×1,00 + 15,99 = 18,00 M (H2O) = 18,00 g/mol Para uma dada subtância a massa molecular relativa e a massa molar são numéricamente iguais. A massa Molar (M) é a massa que contém 1 mol de partículas, ou seja, 6,02 x 1023 partículas. A sua unidade é gmol-1. Qual é a massa molar do sal hidratado CuSO4.5H2O O ponto não representa uma multiplicação; apesar de parecer... Mr (CuSO4.5H2O) = 63,55+32,07+4×15,99+5x18,00 = 249,58 M (CuSO4.5H2O) = 249,58 g/mol A título de curiosidade: 1u.m.a. = 1,66×10-27kg 1 u.m.a. é uma unidade de medida de massa utilizada para expressar a massa de partículas atómicas. É definida como 1/12 da massa do átomo de 12C no estado fundamental. Esse padrão tem a massa de 1,66 x 10-27 kg Quantidade de matéria … é a grandeza designada pelo símbolo n; é uma das sete grandezas fundamentais no Sistema Internacional de unidades (SI). Por vezes, é também designada por quantidade de substância ou quantidade química. Grandezas Fundamentais Grandeza Unidade Símbolo Comprimento Massa Tempo Corrente elétrica Temperatura termodinâmica Quantidade de matéria Intensidade luminosa metro quilograma segundo Ampére m kg s A kelvin K mol mol candela cd Mole é… a quantidade de matéria de uma amostra que contém tantas entidades (átomos, moléculas, iões, etc.) quantos os átomos que existem em 0,012 kg de 12C, isto é: 1 mol = 6,02x1023 Relação entre N, n e NA A massa molar vai aumentando, mas a quantidade de matéria e o número de entidades mantém-se constante. Lei da conservação da massa ou lei de Lavoisier Numa reação a soma da massa dos reagentes é igual à soma da massa dos produtos da reação. 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g) 4,04 g + 32,00 g 36,04 g 36,04 g 36,04 g Lei das proporções constantes ou Lei de Proust Observa-se proporções fixas entre os reagentes, entre os produtos da reação e entre cada um dos reagentes e cada um dos produtos da reação. 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g) 4,04 g + 32,00 g 36,04 g Para obter 18,02 g (H2O) são necessárias 2,02 g (H) e 16,00 g (O) Para obter 36,04 g (H2O) são necessárias 4,04 g (H) e 32,00 g (O) Relação entre número de entidades presentes e o número de moles IMPORTANTE N = NA× n O número de entidades (N) presentes numa amostra é proporcional à quantidade de matéria (n), sendo a constante de Avogadro a constante de proporcionalidade. N – número de entidades presentes numa amostra. n – número de moles. NA – constante de Avogadro. Volume molar É o volume ocupado por uma mole de partículas, de qualquer gás, no estado gasoso e à pressão de uma atmosfera. V– volume da amostra. n – número de moles. Vm – volume de uma mole Rendimento de uma reação Grau de pureza Massa da amostra = massa da substância + massa de impurezas Reagente limitante e reagente em excesso Reagente limitante É aquele que se esgota se a reação for completa; É aquele que se encontra em menor quantidade face à estequiometria da reação; Reagente em excesso É aquele que não se esgota se a reação for completa; É aquele que se encontra em maior quantidade face à estequiometria da reação; A utilização de reagentes em excesso justifica-se quando há uma grande diferença de preço entre os reagentes. Amoníaco, saúde e ambiente Perigos imediatos na proximidade da exposição: O amoníaco liquefeito é inflamável e as suas misturas com o ar podem ser explosivas; Provoca queimaduras graves, principalmente nos olhos e na pele; É tóxico por inalação; Quando inalado em concentrações elevadas pode provocar acumulação excessiva de líquido nos alvéolos pulmonares (edema pulmonar); Amoníaco, saúde e ambiente Outros perigos fora da zona da exposição: Quando o amoníaco se liberta para a atmosfera formam-se vários poluentes atmosféricos : EX: Nitrato de amónio e Sulfato de amónio Estes poluentes ão das matérias particuladas mais corrosivas na atmosfera . As matérias particuladas são classificadas de acordo com o seu diâmetro: Pm10 – quando o diâmetro é inferior a 10 µm Exercícios O solvente acetato de etilo (C4H8O2) é obtido pela reação entre ácido acético (C2H4O2) e etanol (C2H5OH), em presença de pequena quantidade de ácido sulfúrico. Forma-se também água no processo. a) escreva a equação da reação. b) sabendo-se que o rendimento do processo é de 80 %, calcule a massa de ácido acético necessária para a produção de 70,4 kg de acetato de etilo. Exercícios Para transformar mármore em gesso, precisamos atacá-lo com ácido sulfúrico, segundo a reação: H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + CO2 + H2O para 2 kg de mármore, quanto de gesso poderemos produzir? Considere um rendimento de 75 % no processo. Exercícios Nas estações de tratamento de água, eliminam-se as impurezas sólidas em suspensão através do arraste por flóculos de hidróxido de alumínio, produzidos na reação, representada por: Al2(SO4)3 + 3 Ca(OH)2 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 para tratar 1,0 x 106 m3 de água, foram adicionadas 17,1 toneladas de Al2(SO4)3. Sabendo que a massa de Al2(SO4)3 obtida foi de 3,12 toneladas, calcule o rendimento do processo.