Aula - Relações de Massa

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Professor Alexandre Grillo Química Geral Relações de Massa

Relações de Massa – Princípios Básicos Mol e número de Avogrado O mol representa uma quantidade utilizada na química para a transformação de massas atômicas ou moleculares (expressas em unidades de massa atômica) em gramas.

4) Definindo a relação para moléculas: Exemplo de molécula: H2O (água) 1 mol de moléculas corresponde à massa molecular expressa em gramas, um número igual a 6,02 · 1023 moléculas, que, se forem de um gás e estiverem nas CNTP, ocuparão um volume de 22,4 L. Para este caso da molécula de água, a massa atômica da água é 18 g/mol.

1) Massas atômicas As massas atômicas são normalmente expressas em unidades de massa atômica (u). Uma unidade de massa atômica (1u) é definida como sendo massa atômica do

12 6

C,

1 da 12

o isótopo mais comum do

5) Aplicação do mol para moléculas e fórmulas de compostos iônicos A massa de uma molécula é obtida pela soma da massa de todos os átomos constituintes de sua estrutura.

carbono.

Exemplo:

A unidade de massa atômica, no entanto é uma grandeza muito pequena. Além do mais, em química, não convém trabalharmos com apenas um átomo, mas com um conjunto maior de átomos. Este conjunto maior de átomos reúne uma quantidade extremamente grande (6,02 x 10 23). Este número é chamado número de Avogadro e esta quantidade é chamada de um mol.

Uma amostra de N2 (gás) contém 4,63 x 1022 átomos de nitrogênio. Quantos mols de átomos estão presentes na amostra? Qual a massa da amostra? Dado: N = 14 u Resposta: Sabemos que: 1 mol de N  6,02 x 1023 átomos  14 gramas

2) Massa molecular

Para calcular o número de mols, usa-se uma regra de proporcionalidade:

É definida como a soma das massas atômicas que constituem uma substância, por exemplo:

1 mol de N X mols de N

Calcular a massa molecular do CaO, sabendo que as massas atômicas dos elementos são 40 e 16, respectivamente.

X(mols) 

Como só se tem um átomo de cada elemento basta somarmos as massas atômicas

Ca  40u O  16u CaO  40  16  56u

6,02 x 1023 átomos 4,63 x 1022 átomos

 

4,63x1022 6,02x1023

 0,0769mols

Para calcular a massa, proporcionalidade: 6,02 x 1023 átomos 4,63 x 1022 átomos

X(gramas) 

 

usa-se

a

regra

de

14 gramas X gramas

4,63x1022 x14gramas 6,02x1023

 1,0766gramas

3) Definindo a relação para átomos:

Resolva os seguintes exemplos:

Exemplo de átomo: C (carbono)

1) Quantos mols de átomos de cobre estão presentes em 3,05 gramas deste metal ? (dado: massa atômica do cobre = 63,5 u). R.: 0,0480 mols de Cu

1 mol de átomos corresponde à massa atômica expressa em gramas, um número igual a 6,0 · 1023 átomos, que, se forem de um gás e estiverem nas CNTP, ocuparão um volume de 22,4 L. Para este caso do átomo de carbono, a massa atômica do carbono é 12 g/mol.

2) Um pedaço de ouro tem uma massa de 12,6 gramas. Quantos mols de átomos de ouro estão presentes? (dado: massa atômica do ouro = 197 u). R.: 0,0640 mols de Au

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3) Quantos átomos estão presentes em um pedaço de enxofre tendo uma massa de 10,0 gramas? (massa de S = 32,1 u). R.: 1,88 x 1023 átomos 4) Quantos átomos estão presentes em um pedaço de ferro que tem uma massa de 65,0 gramas? (massa do Fe = 55,8 u). R.: 7,01 x 1023 átomos 5) Qual a massa de 8,46 x 1024 átomos de flúor? (massa atômica do F = 19 u) R.: 267 g de F 6) Qual a massa de 1 mol de moléculas de dióxido de enxofre (SO2)? (massas atômicas: S = 32 u; O = 16 u). R.: 64,1 gramas 7) Qual a massa de 0,674 mols de moléculas de hexaóxido de tetrafósforo (P4O6)? (massas atômicas: P = 31 u; O = 16 u). R.: 148 gramas Exercício – Cálculo químico, mol e massas molares 1) Calcule as massas molares (massa de 1 mol) dos compostos abaixo: H2O2 (peróxido de hidrogênio – água oxigenada) C4H10 (butano) NaNO3 (nitrato de sódio) NaHCO3 (bicarbonato de sódio) Ca(ClO)2 (hipoclorito de cálcio) 2) Calcule a massa, em gramas, de cada amostra seguinte: 0,00150 mol de SO2 1,6 mol de sódio (Na) 1 x 10-4 mol de cafeína (C8H10N4O2) 0,25 mol de gás oxigênio (O2) 3 x 1022 átomos de argônio (Ar) 3 x 1020 moléculas de SO2 3) Determine o número de mols em: 112 g de ferro (Fe) 1,6 g de metano (CH4) 34 mg de H2O2 23 mg de etanol (C2H6O) 6 x 1024 de átomos de cromo (Cr) 3 x 1021 moléculas de H2O2

5) O princípio ativo do tilenol é o paracetamol (C8H9O2N) que possui atividades analgésica e antipirética. Calcule quantos mols de paracetamol há em um comprimido de 500 mg. 6) O aspartame é comercializado no adoçante NutraSweet e tem fórmula molecular C14H18N2O5. Determine o que se pede: a massa de 0,002 mol de aspartame o número de mols em 29,4 mg o número de moléculas em 29,4 mg 7) Um bujão de gás domiciliar convencional possui 13 Kg de gás liqüefeito de petróleo. Considere que todo o gás seja constituído de butano (C4H10). Calcule o número de mols de butano no bujão descrito. 8) Admitindo que um carro emita 0,28 g de CO por minuto, quantos mols deste gás serão lançados ao ar após uma hora. 9) Um carro movido a álcool faz 9 km/L quando está funcionando em perfeitas condições. Um motorista parou em um posto de gasolina, onde o álcool custava R$ 1,50, o litro, e solicitou ao frentista que colocasse R$ 45,00 de álcool no tanque do veículo. A partir daí, deseja-se saber quantas gramas e átomos de CO serão expelidos pelo escapamento do carro? Quantos quilômetros foram possíveis de se percorrer? Dados: densidade do álcool = 0,789 g/cm3, considere que 1 L = 1 dm3 Respostas: 1) a- 34g/mol; b- 58 g/mol; c- 85 g/mol; d- 84 g/mol; e- 143 g/mol; 2) a- 0,096; b- 0,0194; c- 2; d- 36,8; e- 8; f- 0,032; 3) a- 2; b- 1x10-3; c- 10; d0,1; e- 5x10-4; f- 5x10-3; 4) 2,5x10-4 mol e 1,5x1020 moléculas; 5) 3,3x10-3 mol; 6) a- 0,588 g; b- 1x10-4 mol; c- 6x1019 moléculas; 7) 224 moles; 8) 0.6 mol; 9) 45,28 kg de CO2, 6,2x1026 e 270 km.

4) A cafeína (C8H10N4O2) é um estimulante do sistema nervoso central (SNC) encontrado em bebidas como café, guaraná e mate. A análise de um copo de café determinou que havia 48,5 mg de cafeína. Calcule quantos mols e quantas moléculas de cafeína havia no copo de café

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