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/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
9
4
19
9
Be
F
23
11
27
13
31
15
45
21
55
25
59
27
75
33
Massa atômica (u)
9,012182
18,998403
Na
22,989770
Al
26,981538
P
30,973762
Sc
Mn
Co
44,955910
As
74,921596
Y
88,905848
89
39
54,938050
58,933200
Átomo
93
41
103
45
Nb
Rh
127
53
133
55
141
59
159
65
165
67
169
69
197
79
209
83
Massa atômica (u)
92,906378
102,905504
I
126,904468
Cs
132,905447
Pr
140,907648
Tb
158,925343
Ho
Tm
164,930319
Au
196,966552
Bi
208,980383
168,934211
Peruzzo, F. M.; Canto, E. L. do Química na abordagem do cotidiano. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2010. V.1
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
Abundância Massa atômica (u)
B
19,9%
10,012937
B
80,1%
11,009306
MA (B)= ?
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. 1 (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.
Ex. 1 (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
x
79
81
M
(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 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
55 %
79
81
M
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, 69Ga e 71Ga.
X = 65% de 69Ga e y = 35% de 71Ga.
Massa molecular
H2O
CO2
O2
H2SO4
Massa de íons
Na+
Cl-
NO 3
2−
SO4
Massa de compostos iônicos
NaCl
CaCO3
AgNO3
PO 3−
4
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 (macroscópico)
18 u = massa de 1 molécula de H2O
18 g = massa de 6.1023 (1 mol) moléculas de H2O
1g=
6.1023 u
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 (macroscópico)
Hg MA = 201 u
201 g = massa de
6 . 1023 átomos
de Hg
201 u = 201 g / mol
C12H22O11 MM = 342 u
342 g = massa de
6 . 1023 moléculas
de C12H22O11
(sacarose)
342 u = 342 g / mol
H2O
MM = 18 u
18 g = massa de
6 . 1023 moléculas
de H2O
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 (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 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 2H
1 molécula
(18u)
x 6 . 1023
Amostra em
escala de
Laboratório
(gramas)
6 . 1023
moléculas de H2O
e
1O
2 átomos de H 1 átomo de O
2 . (1 u)
(16 u)
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
x 6 . 1023
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
(NH4C7H5O2)?
a)4 mol
b)5 mol
c)9 mol
d)5,4 .1024 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 ------- 6.1023 átomos
810 g ---------------------- x
x = 180.1023
x = 1,8.1025 átomos de alumínio
Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico)
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
• 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-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.