Aula nº3 – Quantidade em química

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• Quantidade em química

Mole e massa molar

⇒ Para exprimir o número de partículas existente numa dada porção de matéria (que é extremamente grande) usa-se o número de Avogadro ou constante de Avogadro, N_A, em homenagem ao físico italiano Amedeo Avogadro, que, pela primeira vez, o determinou experimentalmente.

Amedeo Avogadro (1776-1856)

• Constante de Avogadro, de símbolo L ou N_A:

L (ou N_A) = 6,02 x 10²³ mol^-1

⇒ A mole (mol) é a quantidade de matéria (n) que contém tantas partículas (átomos, moléculas, iões, eletrões, etc.) quantos os átomos que existem em 0,012 kg de carbono-12, ou seja, é a quantidade de matéria que contém a constante de Avogadro (N_A= 6,022 x 10²³ mol^-1).

• 1 mol de átomos de He

⇒ 6,02 x 10²³ átomos de He

• 1 mol de moléculas de CO₂

⇒ 6,02 x 10²³ moléculas de CO₂

• 1 mol de iões de Cl^–

⇒ 6,02 x 10²³ iões de Cl^–

fonte:http://web.ccead.puc-rio.br

⇒ A mole é a quantidade de matéria que contém tantas entidades quantos os átomos que existem em 0,012 kg de carbono-12. Este isótopo de carbono foi escolhido como padrão de referência.

⇒ A quantidade de matéria (n) que contém o número de Avogadro de unidades estruturais (nomeadamente átomos, moléculas ou iões) designa-se por mole no Sistema Internacional de Unidades (SI), e representa-se simbolicamente por mol.

• A massa molecular relativa (M_r) é a massa de uma molécula e determina-se a partir da massa atómica relativa dos átomos que a constituem.

• A massa de uma mole de substância designa-se por massa molar. Representa-se pelo símbolo M e exprime-se, usualmente, em g mol^-1. Tem o valor numérico da massa molecular relativa que se determina a partir de massas atómicas relativas.

⇒ A massa de uma mole de matéria chama-se massa molar (M) e exprime-se, normalmente. em g mol^-1 ou g/mol.

M(H₂O) = 2 x Ar(H) + Ar(O) = M(H₂O) = 2 x Ar(H) + Ar(O) = 18,02 g mol^-1

• A massa molar de 1 mol de moléculas tem uma massa numericamente igual à massa molecular relativa, mas expressa em g mol^-1.

⇒ A quantidade de matéria (n em mol) estabelece a relação entre a massa de uma amostra (m em g) e a sua massa molar (M em g mol^-1) :

• A quantidade de matéria (n) que uma dada massa de substância contém é:

 

• O número de partículas (N) numa amostra obtém-se multiplicando a quantidade de matéria (n) pelo número de Avogadro.

⇒ As partículas existentes em n mol de matéria podem ser átomos, moléculas, iões, eletrões. etc.

• número de partículas (N) de uma substância determina-se por: N = n x N_A.

Em resumo:     e     →     ⇔  

Exemplos: (Dados tabelados: A_r(C) = 12,01 e A_r(O) = 16,00)

– A massa molecular relativa do dióxido de carbono, CO2, é:

M_r(CO₂) = 1 x A_r(C) + 2 X A_r(O)

M_r(CO₂) = 44,01

– A massa molar do dióxido de carbono, CO₂, é:

M(CO₂) = 44,01 g mol^-1

⇒ o que significa que 1 mol de moléculas de dióxido de carbono (ou 6,02 x 10²³ moléculas) tem de massa 44,01 g.

Exercícios:

1. Foi medida a massa 3,95 g de permanganato de potássio, KMnO₄.

1.1 Que quantidade de matéria de permanganato de potássio foi medida?

1.2 Quantos iões existem nessa amostra?

2. O octano, C₈H₁₈ (M = 114,26 g mol^-1) é um componente da gasolina.

Uma amostra de octano tem 0,30 mol de moléculas.

2.1 Calcula a massa da amostra.

2.2 Calcula o número de moléculas de octano existentes na amostra.

3. Num cristal de enxofre com 5,03 g existem 0,0196 mol de moléculas de enxofre.

3.1. Calcula a massa molar das moléculas de enxofre.

3.2. Determina a fórmula química do enxofre.

4. A fórmula molecular de um ácido orgânico é C₂H₄O₂.

Seleciona a opção correta.

(A) 2,0 mol deste ácido contêm 8,0 mol de átomos.

(B) Em 60,0 g deste ácido existem 1,2 x 10²⁴ átomos de oxigénio.

(C) A massa de 30,0 g deste ácido contém 4,0 mol de átomos de hidrogénio.

(D) Em meia mole de ácido existem 6.0 g de carbono.