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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.