RELAÇÕES NUMÉRICAS E CALCULOS QUIMICOS I

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Giovanni Vilanova Teves
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1 Prof. Edson Cruz

3 RELAÇÕES NUMÉRICAS E CALCULOS QUIMICOS I Podemos conhecer as grandezas que regem a quantificação dos fenômenos químicos identificando o comportamento da massa, do número de partículas e do volume de diferentes substâncias. E com isso também fazer comparações em uma mesma substância destas entidades quantitativas Partindo da premissa que medir é comparar, temos a necessidade de criar uma unidade comparativa em termos de massa inicialmente. Para medir as massas dos átomos, os químicos escolheram como padrão a massa de um átomo. Em 1962, durante o Congresso Internacional de Química, foi escolhido o átomo de carbono 12 ( 12 C), e a unidade usada na medida das massas atômicas passou a ser massa de 1/12 do átomo de carbono 12. Este padrão é chamado de unidade de massa atômica.

4 UNIDADE DE MASSA ATÔMICA (u.m.a.) CARBONO 12 A Unidade de massa atômica corresponde a 1/12 do átomo do Carbono do carbono 12 ou 1 u.m.a. 12 A MASSA DO ÁTOMO DE CARBONO O átomo de carbono foi dividido em doze partes e a partir disso se fez o seguinte conceito: a massa de um átomo (massa atômica) é o número que indica quantas vezes esse átomo é mais pesado do que 1/12 avos do átomo de carbono. O número doze vem da quantidade de prótons existentes no núcleo do átomo de carbono mais abundante. Criou-se então a unidade u.m.a, ou seja, unidade de massa atômica. Carbono ¹² 1 u (unidade de massa atômica) = 1/12 do átomo de ¹²C

6 A MASSA DOS OUTROS ELEMENTOS Os outros elementos foram medidos comparando-se suas massas com a u.m.a., vamos ver um exemplo: U 238 Podemos ver que na balança a massa do urânio é de 238 u.m.a.

7 MASSA ATÔMICA Peso atômico É um número (valor) que indica quantas vezes um elemento (átomo) qualquer é mais pesado que 1/12 do carbono 12 (ou 1 u.m.a). He 4 u.m.a. O átomo de HÉLIO é 4 vezes mais pesado que 1/12 do carbono 12.

8 1. (UNIFICADO) A massa de três átomos do isótopo 12 do carbono é igual à massa de dois átomos de um certo elemento X. Pode-se dizer, então, que a massa atômica de X, em unidades de massa atômica, é: Dado: massa atômica do carbono = 12 u. a) 12. b) 36. c) 18. d) 3. e) X 12 mc 2 X mx = 36 mx = 36 mx X X C C C = 3 X 2 mx = 18

9 MASSA DO ELEMENTO QUÍMICO (massa atômica em isótopos) Cl 37 Cl 17 É a média ponderada das massas atômicas dos isótopos e suas ocorrências naturais (também chamadas de abundâncias ou percentagens naturais). Exemplo: Seja um elemento E composição isotópica: E 30 40% / E 32 50% / E 34 10% Massa Atômica de E = 30x x x10 / 100 = 31,4 u

10 O cloro possui dois isótopos de pesos atômicos 35u e 37u, com porcentagens, respectivamente, iguais a 75% e 25%. 35 Cl 37 Cl 75% 25% m = m = 35 x x = m = 35,50 u.m.a.

11 1. Um elemento químico genérico X, tem três isótopos com os pesos atômicos 1, 2 e 3 com porcentagens, respectivamente, iguais a 50%, 30% e 20%. A massa do elemento X é: a) 1,70 u. b) 1,50 u. c) 1,00 u. d) 2,00 u. e) 2,70 u. m = m = 1 X 30% 50% 1 x x x = m = 1,70 u. 2 X 3 X 20%

12 2. Na natureza, de cada 5 átomos de boro, 1 tem massa atômica igual a 10 e 4 têm massa atômica igual a 11 u. Com base nesses dados, a massa atômica do boro, expressa em u, é: a) 10. b) 10,5. c) 10,8. d) 11,0. e) 11,5. 10 B 11 B 1 4 m = 1 x x m = = 5 5 m = 10,8 u.

13 3. Um elemento X tem massa atômica média igual a 63,5 u. E apresenta os isótopos 63 X e 65 X. A abundância do isótopo 63 no elemento X é: a) 25%. b) 63%. c) 65%. d) 75%. e) 80%. 63,5 = 63 X x % y % 63. x y x y = 6350 x + y = 100. ( 65) x = X m = 63,5 u x = 75% 63. x y = x 65. y = x = 150

14 MASSA MOLECULAR (M) É um número que indica quantas vezes uma molécula é mais pesada que 1/12 do carbono 12. De uma maneira prática, calculamos a massa molecular somando-se todos os pesos atômicos dos átomos que formam a molécula. Em outras palavras é a soma das massas de todos os elementos que constituem uma espécie química. Exemplo: Massa Molecular da água (H 2 O): M H 2 O = 1 x x 1 = 18 u. m. a.

15 Então como se mediria as massas de uma molécula qualquer?!!!! Muito simples: é só somar as massas dos elementos contidos nesta molécula Exemplo: C H 6 12O6 Molécula de Glicose 180 MMC x 12u 6 H O 12x 1u 6x 16u 180u Logo a molécula de glicose é 180 vezes mais pesada que a 1/12 parte do átomo de carbono.

17 O ÁCIDO SULFÚRICO H H O O S O O Dados: H = 1 u.m.a.; O = 16 u.m.a.; S = 32 u.m.a. H: 2 x 1 = 2 S: 1 x 32 = 32 + O: 4 x 16 = u.m.a

18 1. A massa molecular do composto abaixo é: Dados: H = 1u.;Na = 23u.; S = 32u.; O = 16u. a) 142 u. b) 196 u. c) 426 u. d) 444 u. e) 668 u. Na 2 SO 4. 3 H 2 O Na: 2 x 23 = 46 S: 1 x 32 = 32 O: 4 x 16 = u.m.a H: 2 x 1 = 2 O: 1 x 16 = u.m.a M = x 18 = 196 u.m.a

19 2. A massa molecular da espécie H 4 P 2 O X vale 178 u. Podemos afirmar que o valor de x é: Dados: H = 1 u.; O = 16 u.; P = 31 u. a) 5. b) 6. c) 7. d) 8. e) 16. H : 4 x 1 = 4 P : 2 x 31 = 62 O : X x 16 = 16X X = X = X = 112 X = X = 7

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