Cálculos Químicos - IFSC Campus Joinville

Cálculos Químicos
Mol, massa molar, Constante de
Avogadro
Massa atômica
Medidas – massa (Kg – SI)
• 1 Kg – 1000 g
• Grama – 1 g
Massa átomo?
Unidade?
Unidade de massa atômica – 1 u – massa de 1/12
do átomo de carbono com número de massa igual
a 12 (12C).
Espectrometria de massa
http://www.chemistry.ucsc.edu/research/facilities/massspec.html
Mass Spectrometry: Department of Chemistry and
Biochemistry
University of California, Santa Cruz
Átomo
9
4
Be
19
9
23
11
27
13
31
15
Massa atômica
(u)
9,012182
F
18,998403
Na
22,989770
Átomo
93
41
103
45
127
53
102,905504
I
126,904468
Cs
132,905447
Pr
140,907648
Tb
158,925343
Ho
164,930319
Tm
168,934211
Au
196,966552
Bi
208,980383
Al
26,981538
P
30,973762
133
55
141
59
44,955910
159
65
Sc
55
25
59
27
75
33
Mn
54,938050
Co
58,933200
As
74,921596
165
67
169
69
197
79
88,905848
209
83
Y
92,906378
Rh
45
21
89
39
Nb
Massa atômica
(u)
Peruzzo, F. M.; Canto, E. L. do Química na abordagem do cotidiano. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2010. V.1
Tabela: Massa atômica dos vinte elementos químicos que são
encontrados na natureza sob a forma de um único tipo de átomo
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
10
5
11
5
B
B
MA (B)= ?
Abundância Massa atômica (u)
19,9%
10,012937
80,1%
11,009306
19,9 × 10,0 u + 80,1 × 11,0 u
MA (B)=
=10,8 u
100
Massa atômica dos elementos químicos
(Exceto os 20 citados!)
Média ponderada da massa dos isótopos
Ex. (UFRRJ) Um elemento M apresenta os
isótopos 79M e 81M. 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
Ex. (UFRRJ) Um elemento M apresenta os
isótopos 79M e 81M. 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
79
M
81
M
Abundância Massa atômica (u)
x
79
(100 – x)
81
79x + 81 (100 - x )
79,90 =
100
7990 = 79x + 8100 - 81x
2x = 110
x = 55%
Ex. (UFRRJ) Um elemento M apresenta os
isótopos 79M e 81M. 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%
Massa molecular
H2O
CO2
O2
H2SO4
Massa de íons
Na+
Cl
-
NO3
2−
SO 4
3−
PO4
Massa de compostos iônicos
NaCl
CaCO3
AgNO3
Mol
1 mol de moléculas = 6,0 . 1023 moléculas
1 mol de átomos
= 6,0 . 1023 átomos
1 mol de elétrons
= 6,0 . 1023 elétrons
1 mol de íons
= 6,0 . 1023 íons
1 mol de ...
Dúzia
Meia
Amedeo Avogadro (1786-1856)
6,02214 . 1023 mol-1
6,02 . 1023 mol-1
Número de
Avogadro
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópic
18 u = massa de 1 molécula de H2O
18 g = massa de 6.1023 (1 mol) moléculas de H2O
1 g = 6.10 u
23
Experimentos com gases,
cristais,
fenômenos radioativos e
processos de galvanoplastia
 18 g = 18 . 6 . 1023 u = 6 . 1023 . 18 u
18 g = massa de 6 . 1023 moléculas de H2O
 u = g / moL
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópic
Hg MA = 201 u
C12H22O11 MM = 342 u
H2O MM = 18 u
201 g = massa de
6 . 1023 átomos
de Hg
342 g = massa de
6 . 1023 moléculas
de C12H22O11
(sacarose)
342 u = 342 g / mol
18 g = massa de
6 . 1023 moléculas
de H2O
201 u = 201 g / mol
18 u = 18 g / mol
u = g / moL
NaCl MM = 58,44 u
58,44 g = massa de
6 . 1023 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=5g
18 g ----- 1 mol
5 g ----- n
n = 0,277... mol
n = 0,3 mol
18 g / mol
massa de 1 mol
(6 . 1023) de moléculas
de H2O
18 g ----- 1 mol ----- 6 . 1023 moléculas
5 g ----- 0,3 mol -- x
x = 1,666... . 1023 moléculas
x = 2.1023 moléculas (aprox.)
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópic
Ex. Sabendo-se que a massa da água é igual a
18 u, determine a massa expressa em gramas
de uma única molécula de H2O.
18 g ------- 1 mol ---------- 6.1023 moléculas
x ------------------------1
molécula
x = 3.10-23 g
1 g = 6.1023 u
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico)
Fórmula química
Nível atômico
H 2O
consiste em
1 molécula
(18u)
x 6 . 1023
Amostra em
escala de
Laboratório
(gramas)
6 . 1023
moléculas de H2O
2H
e
1O
2 átomos de H 1 átomo de O
2 . (1 u)
(16 u)
x 6 . 1023
x 6 . 1023
2(6 . 1023)
6 . 1023
átomos de H átomos de O
1 mol de
2 mol de
1 mol de
moléculas de H2O
átomos de H átomos de O
18 g de H2O
2 g de H
16 g de O
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópic
Ex. 1) (Furg – RS) Qual a quantidade de matéria
em átomos de hidrogênio que está presente
em um mol do composto benzoato de amônio
(NH4C7H5O2)?
a)4 mol
b)5 mol
c) 9 mol
d)5,4 .1024 mol
e)11 mol
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópic
Ex. 2) Quantos átomos de alumínio há em uma
panela que contém 810 g desse metal?
MA (Al) = 27 u
27 g ------ 1 mol ------- 6.1023 átomos
810 g ---------------------- x
x = 180.1023
x = 1,8.1025 átomos de alumínio
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópic
Ex. 3) O acetileno, C2H2, 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
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•
•
•
http://pt.slideshare.net/lasqmc/calculos-quimicos-9736224 Fig.: Átomo de
12C 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-atomicosnao-sao-constantes-da.html (Fig.: tabela periódica isótopos)
http://www.brasilescola.com/quimica/mol-numero-avogadro-qualrelacao.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.