Mole, massa molar, rendimento e grau de pureza.

Transcrição

1 Mole, massa molar, rendimento e grau de pureza.

2 Massa atómica relativa É um número que indica quantas vezes a massa de um átomo é >ou< que 1/12 da massa do átomo 12 C.

3 A maioria dos elemento possui vários isótopos. O valor da massa que aparece representada na TP corresponde a que isótopo do elemento?

4 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.

5 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

6 Massa molecular relativa(m R ) Representa o número de vezes que a massa de uma dada molécula é maior que a massa do padrão de unidade de massa atómica. M r (H 2 O) = 2 Ar(H) + Ar (O) M r (H 2 O) = 2 1, ,99 = 18,00

7 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 = 6,02x10 23

8 Massa molar É a designação usada para expressar a massa de uma mole de partículas. Vem expressa em g/mol M r (H 2 O) = 2 1, ,99 = 18,00 M (H 2 O) = 18,00 g/mol Para uma dada subtância a massa molecular relativa e a massa molar são numéricamente iguais.

9 A massa Molar (M) é a massa que contém 1 mol de partículas, ou seja, 6,02 x partículas. A sua unidade é gmol -1.

10 Qual é a massa molar do sal hidratado CuSO 4.5H 2 O O ponto não representa uma multiplicação; apesar de parecer... M r (CuSO 4.5H 2 O) = 63,55+32, ,99+5x18,00 = 249,58 M (CuSO 4.5H 2 O) = 249,58 g/mol

11 A título de curiosidade: 1u.m.a. = 1, kg 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 12 C no estado fundamental. Esse padrão tem a massa de 1,66 x kg

12 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.

13 Grandezas Fundamentais Grandeza Unidade Símbolo Comprimento metro m Massa quilograma kg Tempo segundo s Corrente elétrica Ampére A Temperatura termodinâmica Quantidade de matéria Intensidade luminosa kelvin mol candela K mol cd

14 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 12 C, isto é: 1 mol = 6,02x10 23

15 Relação entre N, n e N A A massa molar vai aumentando, mas a quantidade de matéria e o número de entidades mantém-se constante.

16 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 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O (g) 4,04 g + 32,00 g 36,04 g 36,04 g 36,04 g

17 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 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O (g) 4,04 g + 32,00 g 36,04 g Para obter 18,02 g (H 2 O) são necessárias 2,02 g (H) e 16,00 g (O) Para obter 36,04 g (H 2 O) são necessárias 4,04 g (H) e 32,00 g (O)

18 Relação entre número de entidades presentes e o número de moles N = N A n IMPORTANTE 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. N A constante de Avogadro.

19 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. V m volume de uma mole

20 Rendimento de uma reação

21 Grau de pureza Massa da amostra = massa da substância + massa de impurezas

22 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.

23 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);

24 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: Pm 10 quando o diâmetro é inferior a 10 µm

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26 Exercícios O solvente acetato de etilo (C 4 H 8 O 2 ) é obtido pela reação entre ácido acético (C 2 H 4 O 2 ) e etanol (C 2 H 5 OH), 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.

27 Exercícios Para transformar mármore em gesso, precisamos atacá-lo com ácido sulfúrico, segundo a reação: H 2 SO 4 + CaCO 3 CaSO 4 + CO 2 + H 2 O para 2 kg de mármore, quanto de gesso poderemos produzir? Considere um rendimento de 75 % no processo.

28 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: Al 2 (SO 4 ) Ca(OH) 2 2 Al(OH) CaSO 4 para tratar 1,0 x 10 6 m 3 de água, foram adicionadas 17,1 toneladas de Al 2 (SO 4 ) 3. Sabendo que a massa de Al 2 (SO 4 ) 3 obtida foi de 3,12 toneladas, calcule o rendimento do processo.