Química - Livro 1-250-252

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QUÍMICA Capítulo 1 Teoria atômico-molecular250
a massa de 1 molécula é massa molecular. O valor é
dado em u, já que a molécula é um ente químico bas-
tante pequeno e tem, portanto, massa muito pequena;
y NaCl é um composto iônico (formado por metal e
ametal). E a designação para a massa de um compos-
to iônico é massa fórmula. O valor é dado em u, já que
uma única fórmula de um composto iônico é um ente
químico formado por dois íons (um cátion e um ânion,
nesse caso) e tem, portanto, massa muito pequena;
y S é um átomo. E a designação para a massa de um
átomo é massa atômica. O valor é dado em u, já que
um único átomo é um ente químico bastante pequeno
e tem, portanto, massa muito pequena;
y a massa molar é a massa de 1 mol de espécies (áto-
mos moléculas ou íons). Portanto, é a massa atômica,
molecular, ou molar multiplicada por 6,02  ⋅ 1023.
Sendo assim:
�  
�  

 
 
= ⋅ ⋅ ⇒ = ⋅ ⋅ ⇒
⇒ = ⋅ ⋅ ⇒ =
M 6 10 MM M 6 10 18 u
M 18 6 10 u M 18 g ou 18 g/mol
H O
massa de 1 mol
 de moléculas
23
H O
 massa de
1 molécula
H O
massa de 1 mol
 de moléculas
23
massa de
1 molécula
H O
massa de 1 mol
 de moléculas
23
1 g
H O
massa de 1 mol
 de moléculas
2 2 2
2 2
y O mesmo vale para todos os casos da tabela. Ou seja,
para convertermos a massa atômica, a massa molecular
ou a massa fórmula em massa molar, basta trocarmos a
unidade de massa atômica (u) por grama (g) ou grama
por mol (g/mol).
Número de mols: (n)
Assim como dúzia e número de dúzias são conceitos
distintos, o mesmo ocorre com mol e número de mols. A
dúzia é a designação do número 12, e o número de dúzias
depende da quantidade que se tem. Por exemplo, se há em
uma prateleira 48 barras de chocolate, então a dúzia vale
12, mas o número de dúzias vale 4. Dessa forma, o mol é a
designação do número 6,02 ⋅ 1023, mas o número de mols
depende da quantidade de entes químicos que se tem.
Para se calcular o número de mols de uma espécie, basta
fazer a seguinte regra de três:
M : 1 mol
m : n
⇒ =n m
M
Se M é a massa de 1 mol, a massa genérica m de uma
amostra está na mesma proporção para um número de mols
genérico n.
Exercícios resolvidos
6 Um copo de água convencional tem 250 mL. A den-
sidade da água líquida é de 1 g/mL. Qual é o número
de mols de moléculas de água nessa amostra?
Dado: Massas molares em g/mol: H = 1; O = 16
Resolução:
Cálculo da massa de água no copo:
d
m
V
1 g/mL
m
250 mL
m 250 g= ⇒ = ⇒ =
Cálculo do número de mols de moléculas de água:
n
m
M
n
250
18
n 13,89 mols= ⇒ = ⇒ =
7 Uma amostra de H2SO4 tem 196 g. Pergunta-se:
a) Qual é o número de mols de moléculas?
b) Qual é o número de mols de átomos?
c) Qual é o número de moléculas?
d) Qual é o número de átomos?
Dado: Massas molares em g/mol: H = 1; S = 32; O = 16
Resolução:
a) Como a massa molar do H2SO4 vale 98 g/mol, temos:
= ⇒ = ⇒n
m
M
n
196
98
n
H SO
H SO
H SO
H SO H SO
2 4
2 4
2 4
2 4 2 4
= 2 mols
de moléculas de H2SO4
b) Como cada molécula de H2SO4 tem 7 átomos, po-
demos fazer a seguinte substituição:
2 mols de moléculas de H SO
2 4
7 átomos
�  
= 14 mols de átomos
c) Como cada mol equivale à quantidade de
6,02 ⋅ 1023, temos:
⋅
2 mols de moléculas de H SO
6 10
2 4
23
= 12 ⋅ 1023 moléculas
d) Como cada mol equivale à quantidade de
6,02 ⋅ 1023, temos:
⋅
14 mols de átomos
6 10
23
= 84 ⋅ 1023 átomos
8 Uma amostra de sulfato de alumínio tem 171 g. A fórmu-
la do composto iônico é Al2(SO4)3. Qual é o número
de íons Al3+e −SO
4
2 ?
Dado: Massas molares em g/mol: Al = 27; S = 32; O = 16
Resolução:
Primeiramente, a massa fórmula do composto é 342
g/mol, obtida pela soma das massas atômicas. O nú-
mero de mols do composto é dado por:
= ⇒ = ⇒
⇒ = l
l
l
l
l
l
n
m
M
n
171
342
n 0,5 mol de A (SO )
A (SO )
A (SO )
A (SO )
A (SO )
A (SO ) 2 4 3
2 4 3
2 4 3
2 4 3
2 4 3
2 4 3
Para sabermos o número de mols de íons, basta apli-
carmos a propriedade distributiva, mostrada a seguir:
0,5 mol de A
2
 (SO
4
)
3
1,0 mol de A3+
1,5 mol de SO
4
2–
Como cada mol equivale à quantidade de 6,02  ⋅ 1023,
temos:
1 mol de A 6 10 íons A
1,5 mol de SO 9 10 íons SO
6 10
3 23 3
6 10
4
2 23
4
2
23
23
� �

= ⋅
= ⋅






⋅
+ +
⋅
− −
F
R
E
N
T
E
 3
251
9 Em uma amostra de um tipo de cerâmica, a razão
entre as massas de sílica (SiO2) e alumina (Al2O3)
vale 4. Qual a razão entre o número de mols de sílica
e alumina?
Dado: Massas molares em g/mol: (Si = 28; Al = 27;
O = 16)
Resolução:
As massas molares da sílica e da alumina, obtidas a
partir da soma das massas atômicas, são:
= =M 60 g/mol e M 102 g/mol
SiO A O
2 2 3
l
Cálculo da razão entre os números de mols:
n
n
m
M
m
M
n
n
SiO
A O
SiO
SiO
A O
A O
SiO
A O
2
2 3
2
2
2 3
2 3
2
2 3l l
l
l
= ⇒ =
m
60
m
102
n
n
m
60
SiO
A O
SiO
A O
SiO
2
2 3
2
2 3
2
l
l
⇒
⇒ = ⋅ 102
m
n
n
m
m
102
60
A O
SiO
A O
SiO
A O
2 3
2
2 3
2
2 3
l
l l
⇒
⇒ = ⋅ ⇒
⇒
n
n
 4
102
60
n
n
 6
SiO
A O
SiO
A O
2
2 3
2
2 3l l
= ⋅ ⇒ = ,8
10 Uma mistura de N2O3 e N2O5 pode ser representada
por N2Ox. A mistura contém 70% de N2O3 e 30% de
N2O5. Qual o valor de x se:
a) as porcentagens estiverem em massa?
b) as porcentagens estiverem em mols?
Dado: Massas molares em g/mol: N = 14; O = 16
Resolução:
Para qualquer dos dois casos, o número de mols da
mistura é a razão entre a massa da mistura e a massa
molar da mistura:
=n
m
M
mistura
mistura
mistura
Mas a massa molar da mistura é a massa molar da
fórmula média da mistura, que nesse caso é dada por
N2Ox. Assim:
=n
m
M
mistura
mistura
N O
2 x
a) Se as porcentagens forem em massa, temos:
= ⋅m 70
100
m
N O mistura
2 3
 e = ⋅m 30
100
m
N O mistura
2 5
Assim:
n
m
M
n
0,7 m
76
n
m
M
n
N O
N O
N O
N O
mistura
N O
N O
N O
N
2 3
2 3
2 3
2 3
2 5
2 5
2 5
2
= ⇒ =
⋅
= ⇒ OO
mistura
5
0,3 m
108
=
⋅
Mas sabemos que:
n
m
M
n n
m
M
0,7 m
mistura
mistura
N O
N O N O
mistura
N O
mis
2 x
2 3 2 5
2 x
= ⇒ + = ⇒
⇒
⋅ ttura mistura mistura
N O
N O
76
0,3 m
108
m
M
1
M
2 x
2 x
+
⋅
= ⇒
⇒ + =0 7
76
0 3
108
, , ⇒⇒
⇒ =
⋅ + ⋅
⋅
⇒
⇒ = ⇒
⇒ =
1
M
108 0,7 76 0,3
108
1
M
M
N O
N O
N O
2 x
2 x
2 x
76
0 012
83 33
,
, gg/mol
Como M
N O
2 x
= 83,33 g/mol ⇒ 28 + 16 ⋅ x = 83,33 ⇒
⇒ 16 ⋅ x = 55,33 x 3,46⇒ =
b) Para porcentagens em mols, temos:
 = ⋅n 70
100
n
N O mistura
2 3
e = ⋅n 30
100
n
N O mistura
2 5
Assim:
n
m
M
m n M
m 0,7n 76
N O
N O
N O
N O N O N O
N O mistura
2 3
2 3
2 3
2 3 2 3 2 3
2 3
= ⇒ = ⋅ ⇒
⇒ = ⋅
 n
m
M
m n M
m 0,3n
N O
N O
N O
N O N O N O
N O mi
2 5
2 5
2 5
2 5 2 5 2 5
2 5
= ⇒ = ⋅ ⇒
⇒ = sstura 108⋅
Mas sabemos que:
n
m
M
n
m m
Mmistura
mistura
N O
mistura
N O N O
N O2 x
2 3 2 5
2 x
= ⇒ =
+
⇒
⇒ nn
0,7n 76 0,3n 108
Mmistura
mistura mistura
N O2 x
=
⋅ + ⋅
⇒
⇒ 1
53,2 32,4
M
M 85,6 g/mol
N O
N O
2 x
2 x
=
+
⇒ =
Como M
N O
2 x
= 85,6 g/mol ⇒ 28 + 16 ⋅ x = 85,6 ⇒
⇒ 16 ⋅ x = 57,6 x 3,6⇒ =
QUÍMICA Capítulo 1 Teoria atômico-molecular252
1 UFV O cloreto de vinila (C2H3Cl) é matéria-prima para muitos plásticos (PVC) e bras. Em 93,75 g de cloreto de vinila há:
Dados: Constante de Avogadro = 6 ⋅ 1023 mol–1
Massas molares (g/mol): C = 12; H = 1; Cl = 35,5
a) mol de moléculas de C2H3Cl.
b) mol de átomos de carbono.
c) átomos de carbono.
2 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.
3 Unesp O valor considerado normal para a quantidade de ozônio na atmosfera terrestre é de aproximadamente 336 U.D.
(Unidades Dobson), o que equivale a 3,36 L de ozônio por metro quadrado de superfície ao nível do mar e à temperatura
de 0 °C.
a) Calcule a quantidade de O3, em número de mols por m
2, nessas condições (336 U. D. no nível do mar e a 0 °C).
b) Sabendo que um átomo de cloro (Cl) pode reagir com 100 000 moléculas de ozônio (um dos processosrespon-
sáveis pela destruição da camada de ozônio), qual a massa de cloro, em gramas por metro quadrado, suficiente
para reagir com dois terços do ozônio nestas condições?
Dados: Massa molar do cloro (Cl): 35,5 g/mol.
Número de Avogadro: 6,0 ⋅ 1023.
Revisando