Prévia do material em texto
VOLUME 1 | Ciências da natureza e suas tecnologias 109 4. Determine o número de átomos de hidrogênio contidos em 200,0 g de álcool etílico (C2H6O). Dados: (C = 12 u, O = 16 u, H = 1 u) RESOLUÇÃO: MC2H6O = (12 · 2) + (1 · 6) + (16 · 1) = 46 g/mol 1 mol de C2H6O –– 46 g — 6,02 ·10 23 moléculas de C2H6O 200 g — x x = 2,6 · 1024 moléculas de C2H6O. Observe, porém, que cada molécula de C2H6O contém 6 áto- mos de hidrogênio. Conclui-se, então, que há 6 · 2,6 · 1024 átomos de hidrogênio, ou seja: 15,6 · 1024 átomos de hidrogênio. 5. Quantas moléculas existem em 196 g de ácido sulfúrico (H2SO4)? Dados: (H= 1 u, C= 12 u, O= 16 u, S= 16 u)RESOLUÇÃO: Massa Molar H2SO4: Temos: 2 átomos de H: 1g . 2= 2g 1 átomo de S: 32g . 1= 32g 4 átomos de O: 16 . 4= 64g Somando tudo: 2 + 32 + 64= 98g/mol. 1 mol H2SO4 - 98g - 6,02 ·10 23 moléculas 196g - x x= 12,04·1023 moléculas ou 1,204·1024 moléculas. 6. A massa de uma única molécula de hidróxido de sódio (NaOH) é: Dados: (H= 1 u; O= 16 u; Na = 23 u) ; constante de Avogadro: 6 ·1023 a) 6,6 · 10-23 g. b) 1,2 · 10-22 g. c) 6,6 · 10-21 g. d) 1,2 · 10-24 g. e) 6,6 · 10-25 g. RESOLUÇÃO: Massa Molar NaOH: Temos: 1 átomo de Na: 23g . 1= 23g 1 átomo de O: 16g . 1= 16g 1 átomos de H: 1g . 1= 1g Somando tudo: 23 + 16 + 1= 40g/mol. 1 mol NaOH - 40g - 6 ·1023 moléculas x - 1 molécula x= 6,66.·1023 gramas. Alternativa A Química 110 M apeando o saber VOLUME 1 | Ciências da natureza e suas tecnologias 111 Fórmulas e leis ponderais Química 3 AULAS: 3 e 4 Competência(s): 1 e 2 Habilidade(s): 4 e 7 1. Introdução Para analisar uma amostra de uma substância desconhe- cida, é preciso utilizar diversas técnicas a fim de encontrar a composição desse material. Dentre essas técnicas, temos a análise elementar que procura, como o nome já indica, des- cobrir quais elementos, (e em que proporções) estão presen- tes na substância. Para tal, utilizamos o cálculo das quantidades das subs- tâncias envolvidas em uma reação química que é denomi- nado estequiometria, palavra que deriva dos termos gregos stoicheia (partes mais simples) e metrein (medida). Porém, antes de chegarmos neste cálculo, é preciso co- nhecer as proporções entre os elementos que constituem as substâncias para que então, os cálculos estequiométricos possam ser efetuados. E é com o conhecimento das fórmulas das substâncias que essas proporções são perceptíveis. As fórmulas expressam a quantidade de átomos ou gru- pos de átomos que existem dentro de um composto ou mo- lécula, mostrando assim parte importante de sua estrutura. Primeiramente, vamos a definição de fórmula química: Fórmula química é uma representação gráfica de um composto químico e representa o número e o tipo de átomos que constituem uma molécula. Existem diversos tipos de fórmulas e abordaremos nesta aula cada uma delas: Fórmula percentual é a que indica a porcentagem, em massa, de cada elemento que constitui a substância. Uma das maneiras de determinar a fórmula percentual é a partir da fórmula molecular que tem por definição: Fórmula Molecular é a combinação de símbolos químicos e índices que expressam os números reais e inteiros dos átomos de cada elemento presente em uma molécula. Usando a fórmula molecular e aplicando os conceitos de massa atômica e massa molar podemos fazer algumas rela- ções. Por exemplo, considerando que a fórmula molecular da água é H2O e que as massas atômicas do hidrogênio e do oxigênio são, respectivamente, 1 g/mol e 16 g/mol, tem-se: Massa molar H2O : Temos: 2 átomos de H: 1g . 2 = 2g 1 átomo de O: 16g . 1 = 16g Somando: 2 + 16 = 18 g/mol Desse modo, na massa molar igual a 18 g/mol, o hidro- gênio participa com 2 g/mol, e o oxigênio participa com 16 g/mol. Assim: Pensando no H: 18g H2O - 100% 2g H - x x= 11,11% Pensando no O: 18g H2O - 100% 16g O - x x= 88,89% Logo, a fórmula percentual do H2O é: H88,89%O11,11%. 2. Fórmula mínima ou empírica A partir da fórmula percentual é possível determinar o “número de mol” (n) de átomos de cada elemento e estabe- lecer uma proporção entre esses valores. A partir disso tem-se a fórmula mínima: Fórmula mínima indica a menor proporção, em números inteiros de mol, dos átomos dos elementos que compõem uma substância. E como se determina a fórmula mínima? Bem, primei- ramente consideremos sempre amostras de 100g de uma substância, e então a seguir consideremos as porcentagem de cada elemento presente na substância analisada. Vejamos um exemplo: Considere uma amostra constituída por 40% de C, 6,57% de H e 53,33% de O. Qual será sua fórmula mínima? 1.º passo: Como já foi dito, ao falarmos de porcentagem em massa, consideremos amostras de 100 g. Tal consideração que possibilita que as porcentagens em massa correspondam numericamente à massa em gramas de cada elemento: