Cálculos Químicos Mol, massa molar, Constante de Avogadro
Medidas massa (Kg SI) 1 Kg 1000 g Grama 1 g Massa átomo? Unidade? Massa atômica Unidade de massa atômica 1 u massa de 1/12 do átomo de carbono com número de massa igual a 12 ( 12 C).
Espectrometria de massa http://www.chemistry.ucsc.edu/research/facilities/mass-spec.html Mass Spectrometry: Department of Chemistry and Biochemistry University of California, Santa Cruz
Tabela: Massa atômica dos vinte elementos químicos que são encontrados na natureza sob a forma de um único tipo de átomo Átomo Massa atômica (u) Átomo Massa atômica (u) 9 4 19 9 23 11 27 13 31 15 Be F Na Al P 45 21Sc 55 25 59 27 75 33 89 39 Mn Co As Y 93 9,012182 Nb 92,906378 41 103 18,998403 Rh 102,905504 45 127 22,989770 I 126,904468 53 133 26,981538 Cs 132,905447 55 141 30,973762 Pr 140,907648 59 159 44,955910 Tb 158,925343 65 54,938050 165 67 Ho 164,930319 58,933200 169 Tm 168,934211 69 197 74,921596 Au 196,966552 79 209 88,905848 Bi 208,980383 83 Peruzzo, F. M.; Canto, E. L. do Química na abordagem do cotidiano. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2010. V.1
http://portaldoprofessor.mec.gov.br
http://conhecerparadebater.blogspot.com.br/2011/08/pesos-atomicos-nao-sao-constantes-da.html
Massa atômica dos elementos químicos (Exceto os 20 citados!) Média ponderada da massa dos isótopos Átomo Abundância Massa atômica (u) B 10 5 11 5B MA (B)=? 19,9% 10,012937 80,1% 11,009306 19,9 10,0 u + 80,1 11,0 u MA (B) = = 10,8 100 u
Massa atômica dos elementos químicos (Exceto os 20 citados!) Média ponderada da massa dos isótopos Ex. 1 (UFRRJ) Um elemento M apresenta os isótopos 79 M e 81 M. Sabendo que a massa atômica do elemento M é 79,90 u, determine os percentuais de cada isótopo do elemento M.
Ex. 1 (UFRRJ) Um elemento M apresenta os isótopos 79 M e 81 M. Sabendo que a massa atômica do elemento M é 79,90 u, determine os percentuais de cada isótopo do elemento M. MA (M )= 79,90 u Átomo Abundância Massa atômica (u) 79 M 81 M x 79 (100 x) 81 79x + 81 100 - x 79,90 = 100 7990 = 79x + 8100-81x 2x = 110 x = 55%
Ex. 1 (UFRRJ) Um elemento M apresenta os isótopos 79 M e 81 M. Sabendo que a massa atômica do elemento M é 79,90 u, determine os percentuais de cada isótopo do elemento M. MA (M )= 79,90 u Átomo Abundância Massa atômica (u) 79 M 81 M 55 % 79 45 % 81 79x + 81 100 - x 79,90 = 100 7990 = 79x + 8100-81x 2x = 110 x = 55%
Ex. 2 Determine a abundância relativa de cada isótopo (porcentagem isotópica) do elemento gálio, cuja massa atômica é de 69,7 u. Os isótopos naturais desse elemento são, respectivamente, 69 Ga e 71 Ga. X = 65% de 69 Ga e y = 35% de 71 Ga.
H 2 O Massa molecular CO 2 O 2 H 2 SO 4 Massa de íons Na + Cl - NO 3 SO 4 2 PO 4 3 Massa de compostos iônicos NaCl CaCO 3 AgNO 3
Mol 1 mol de moléculas = 6,0. 10 23 moléculas 1 mol de átomos = 6,0. 10 23 átomos 1 mol de elétrons = 6,0. 10 23 elétrons 1 mol de íons = 6,0. 10 23 íons 1 mol de... Dúzia Meia 6,02214. 10 23 mol -1 Número de Avogadro 6,02. 10 23 mol -1 Amedeo Avogadro (1786-1856)
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) 18 u = massa de 1 molécula de H 2 O 18 g = massa de 6.10 23 (1 mol) moléculas de H 2 O 1 g = 6.10 23 u Experimentos com gases, cristais, fenômenos radioativos e processos de galvanoplastia 18 g = 18. 6. 10 23 u = 6. 10 23. 18 u 18 g = massa de 6. 10 23 moléculas de H 2 O u = g / mol
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Hg MA = 201 u C 12 H 22 O 11 MM = 342 u H 2 O MM = 18 u 201 g = massa de 6. 10 23 átomos de Hg 201 u = 201 g / mol 342 g = massa de 6. 10 23 moléculas de C 12 H 22 O 11 (sacarose) 342 u = 342 g / mol 18 g = massa de 6. 10 23 moléculas de H 2 O 18 u = 18 g / mol u = g / mol
NaCl MM = 58,44 u 58,44 g = massa de 6. 10 23 espécies NaCl 58,44 u = 58,44 g / mol
Colher de chá contendo 5 ml de água d(água) = 1 g/l n =? moléculas =?
Colher de chá V = 5 ml de água d(água) = 1 g/ml n =? moléculas =? n =? d = 1 g/ml d = m / V 1 g/ml = m / 5 ml m = 5 g 18 g ----- 1 mol 5 g ----- n n = 0,277... mol n = 0,3 mol 18 g / mol massa de 1 mol (6. 10 23 ) de moléculas de H 2 O 18 g ----- 1 mol ----- 6. 10 23 moléculas 5 g ----- 0,3 mol -- x x = 1,666.... 10 23 moléculas x = 2.10 23 moléculas (aprox.)
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Ex. Sabendo-se que a massa da água é igual a 18 u, determine a massa expressa em gramas de uma única molécula de H 2 O. 18 g ------- 1 mol ---------- 6.10 23 moléculas x ------------------------- 1 molécula x = 3.10-23 g 1 g = 6.10 23 u
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Fórmula química H 2 O consiste em 2H e 1 O Nível atômico 1 molécula 2 átomos de H 1 átomo de O (18u) 2. (1 u) (16 u) x 6. 10 23 x 6. 10 23 x 6. 10 23 Amostra em 6. 10 23 2(6. 10 23 ) 6. 10 23 escala de moléculas de H 2 O átomos de H átomos de O Laboratório (gramas) 1 mol de 2 mol de 1 mol de moléculas de H 2 O átomos de H átomos de O 18 g de H 2 O 2 g de H 16 g de O
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Ex. 1) (Furg RS) Qual a quantidade de matéria em átomos de hidrogênio que está presente em um mol do composto benzoato de amônio (NH 4 C 7 H 5 O 2 )? a)4 mol b)5 mol c)9 mol d)5,4.10 24 mol e) 11 mol
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Ex. 2) Quantos átomos de alumínio há em uma panela que contém 810 g desse metal? MA (Al) = 27 u 27 g ------ 1 mol ------- 6.10 23 átomos 810 g ---------------------- x x = 180.10 23 x = 1,8.10 25 átomos de alumínio
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Ex. 3) O acetileno, C 2 H 2, é um gás usado como combustível em maçaricos para soldar metal. Um serralheiro comprou um bujão de acetileno, no qual há 13 kg dessa substância. a) Qual é a massa molar do acetileno? b) Quantas moléculas do gás o serralheiro comprou?
Exercícios Massa atômica e molecular 3, 5, 6, 8, 9, 11-14, 16 e 18 (p. 285 e 286) Relação massa, número de espécies e quantidade de matéria 27, 34-36,40,44 (290-292) 47, 48, 49, 57, 58 e 60 (p.293 e 294) Adicionais: 61-63, 64, 65 (apenas o primeiro, quinto, o oitavo e o último compostos), 66 (apenas sulfato), 67, 71, 75-77 e 79 (p. 296 e 297) Química na abordagem do cotidiano. Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. 4 ed. V.1 São Paulo: Moderna, 2006. Bons estudos!
Bibliografia http://pt.slideshare.net/lasqmc/calculos-quimicos-9736224 Fig.: Átomo de 12 C e substâncias relação massa / mol. http://www.chemistry.ucsc.edu/research/facilities/mass-spec.html (Fig.: espectrômetro de massas) Peruzzo, F. M.; Canto, E. L. do Química na abordagem do cotidiano. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2010. V.1 (Tabela isótopos) http://fisicosequimicos.blogspot.com.br/2010_12_01_archive.html (Fig.: isótopos do carbono) http://portaldoprofessor.mec.gov.br (Fig.: tabela periódica) http://conhecerparadebater.blogspot.com.br/2011/08/pesos-atomicos-naosao-constantes-da.html (Fig.: tabela periódica isótopos) http://www.brasilescola.com/quimica/mol-numero-avogadro-qual-relacao.htm Fig.: Amedeo Avogadro. http://sobarte.blogspot.com.br/ (Fig.: bananas) http://pt.wikipedia.org/wiki/mol Fig.: Balança analítica com NaCl e colher. Química na abordagem do cotidiano. Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. 4 ed. V.1 São Paulo: Moderna, 2006.