Cálculos Químicos

Professor Haroldo

- Massa Atômica:

• É a soma do número de prótons com o número de nêutrons. Cada próton e cada nêutron contribui com 1 unidade (u) para a massa.

A = p+ + n

• Por muito tempo o 1H foi considerado como o elemento querepresenta a massa atômica.

56Fe = 56 x 1H

16O = 16 x 1H

Contudo, o hidrogênio se tornou um problema no laboratório por serexplosivo, dificultando a medição da massa de novos elementos

- Unidade de Massa Atômica Moderna:• Atualmente a unidade de massa atômica é considerada como um

próton ou um nêutron do carbono-12.

“A UNIDADE DE MASSA ATÔMICA É 1

12DO ÁTOMO DE CARBONO COM

MASSA 12.”

• Dessa forma, todas as massas dos elementos são múltiplas da unidade.

23Na = 23 x 1u

ou

23Na = 23 x 1

12do 12C

- Massa Atômica na Tabela Periódica:

• Quando um elemento possui mais de um número de massa (vários isótopos), temos que fazer a média ponderada de 100 átomos.

𝑀.𝐴.=𝑀1. %1 +𝑀2. %2

100

• Na qual M1 e M2 são as massas dos isótopos existentes.

• %1 e %2 são as abundâncias de cada isótopo (são os pesos da média).

• 100 é a quantidade de átomos analisados.

• M.A. deve estar entre M1 e M2 e mais próxima do isótopo abundante.

• Exemplo:

O cloro (Cl) existe na natureza com massa 35 u e 37 u. Considerando que a cada 100 átomos de cloro 25 tem massa 35 u e 75 tem massa 37 u, qual a massa atômica do elemento cloro?

𝑀.𝐴.=𝑀1. %1 +𝑀2. %2

100→ 𝑀.𝐴.=

35.75 + 37.25

100

→ 𝑀. 𝐴.=2625 + 925

100→ 𝑀.𝐴.=

3550

100= 35,5 𝑢

• O valor é condizente, por que 35,5 u é mais próximo de 35 u do quede 37 u.

- Massa Molecular:

• É a massa de uma molécula, ou seja, a soma das massas dos átomos presentes na molécula.

• Exemplos:

CO = 12 + 16 = 28u

CO2 = 12 + 16.2 = 12 + 32 = 44u

H2O = 1.2 + 16 = 18u

C6H12O6 = 12.6 + 1.12 + 16.6 = 72 + 12 + 96 = 180u

Al2(SO4)3 = Al2S3O12 = 27.2 + 32.3 + 16.12 = 54 + 96 + 192 = 342u

- Número de Avogadro e Mol:

• A quantidade de átomos de carbonos em 12g do átomo de 12C échamada: mol.

12g de C = 1mol de C

• Essa quantidade foi determinada por Avogadro:

12g de C = 1 mol de C

6,022.1023 átomos de C

- Massa Molar:• É a massa de 1mol de unidades da substância. Esse valor depende da massa

de cada átomo.

• Exemplos:

1mol de H = 6,022.1023 átomos de H = 1g de H: MM = 1g/mol

1mol de O = 6,022.1023 átomos de O = 16g de O: MM = 16g/mol

1mol de Fe = 6,022.1023 átomos de Fe = 56g de Fe: MM = 56g/mol

1mol de Na = 6,022.1023 átomos de Na = 23g de Na: MM = 23g/mol

1mol de CO2 = 6,022.1023 moléculas de CO2 = 44g de CO2: MM = 44g/mol

1mol de H2O = 6,022.1023 moléculas de H2O = 18g de H2O: MM = 18g/mol

1mol de C6H12O6 = 6,022.1023 moléculas de C6H12O6 = 180g de C6H12O6 : MM = 180g/mol

• 1 mol de alguns elementos:

Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro,

Conde de Quaregna e Cerreto (1776-1856).

- Transformações para Mol:

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑠 =𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑛𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎

𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑣𝑜𝑔𝑎𝑑𝑟𝑜→ 𝑛 =

𝑁

𝑁𝐴

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑠 =𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟→ 𝑛 =

𝑚

𝑀𝑀

Ou, usa-se a relação:

1 mol ---------- 6.1023 átomos ---------- MM g

• Exemplos:

a) Qual o número de mols presentes em 2,4.1025 átomos de Fe?

𝑛 =𝑁

𝑁𝐴=2,4.1025

6.1023= 0,4. 102 = 40 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒

b) Qual o número de mols presente em 90g água (H2O)?

𝑛 =𝑚

𝑀𝑀=90

18= 5 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻2𝑂

- Número de mols de cada átomo:

• Sabendo “n”, “N” ou “m” de uma substância é possível saber qual o “n”,“N” ou “m” de cada elemento presente na substância.

• Exemplos:

Em 1 mol de CO existem: 1 mol de C e1 mol de O.

ou

Em 28 g de CO existem 12 g de C e 16 g de O.

ou

Em 6.1023 moléculas de CO existem 6.1023 átomos de C e 6.1023 átomosde O.

• Exemplos:

a) Quantos átomos de carbono e oxigênio existem em 880 g de CO2?

𝑛 =𝑚

𝑀𝑀=880

44= 20 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2

Em 20 mol de CO2 existem 20 mol de C e 40 mol de O. Logo,

20 mol C = 20.6.1023 átomos C = 120.1023 = 1,2.1025 átomos C

40 mol O = 40.6.1023 átomos O = 240.1023 = 2,4.1025 átomos O

Ou

Em 20 mol CO2, temos 20.6.1023 = 120.1023 = 1,2.1025 moléculas CO2:

1,2.1025 moléculas CO2 possuem 1,2.1025 átomos C

1,2.1025 moléculas CO2 possuem 2,4.1025 átomos O

b) Quantos gramas de cada elemento existem em 4,8.1025 moléculas deNH3?

𝑛 =𝑁

𝑁𝐴=4,8. 1025

6. 1023= 0,4. 102 = 40 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻3

Em 40 mol de NH3 existem 40 mol de N e 120 mol de H, logo:

40 mol de N = 40.14 g de N = 560 g de N.

120 mol H = 120.1 g de H = 120 g de H.

PROVA REAL: 560 + 120 = 680 g de NH3

Nos 40 mol de NH3, temos:

40.17 g de NH3 = 680 g de NH3.