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MOL 1 - QUANTIDADE DE SUBSTÂNCIA (n) É uma grandeza de base do SI, associada ao número de entidades presentes em uma amostra. Tais entidades podem ser: átomos, moléculas ou íons. De acordo com o SI, a unidade para esta grandeza é o "mol", cujo símbolo também é "mol". Exemplos: a) n = 1 mol de átomos de ferro indica que uma amostra de ferro possui um mol de átomos. b) n = 5 mol de moléculas da água indica que uma amostra de água possui cinco mols de moléculas de água. É preciso não confundir a grandeza massa com a grandeza quantidade de substância. Por exemplo, uma amostra de laranja apresenta 10 laranjas (quantidade) e tem massa igual a 500 g. Supondo as laranjas com igual massa, temos que se uma outra amostra de laranjas apresentar 20 laranjas, esta terá massa igual a 1000 g. Verificamos que as grandezas são diferentes e medem propriedades diferentes da amostra, mas elas se relacionam, isto é, são grandezas diretamente proporcionais. O que foi exemplificado para laranjas, serve para átomos, moléculas e íons. 2 - MASSA MOLAR (MM) É uma grandeza derivada do SI, e relaciona a grandeza massa com a grandeza quantidade de substância: Geralmente, a grandeza massa é expressa em: gramas (g) e a quantidade de substância em mols (mol). Portanto a unidade para massa molar será: g/mol. A massa molar é constante para uma determinada substância e varia de substância para substância. Por exemplo, a massa molar do oxigênio é 16 g/mol; a do ferro 56 g/mol; a do cloro 35,5 g/mol. Na tabela periódica, encontramos os valores das massas molares dos elementos e, portanto, podemos encontrar as massas molares das substâncias. Exemplos: a) M(O3) = 3 x 16 = 48 g/mol b) M(H2SO4) = 2 x 1 + 32 + 4 x 16 = 98 g/mol 3 - CONSTANTE DE AVOGADRO (L) É um valor experimental que indica quantas entidades estão presentes em um mol de entidades. Seu valor aproximado e: 6,02 x 1023 entidades por mol. Exemplos: a) Em um mol de átomos de ferro, encontramos 6,02 x 1023 átomos de ferro. b) Em dois mols de moléculas de água, encontramos 12,04 x 1023 moléculas de água. c) Em dez mols de íons Na+, encontramos 60,2 x 1023 íons Na+. 4 - MASSA ATOMICA (MA) É a massa de um átomo. Por exemplo, a massa atômica do carbono-12 (126C) é 1,99 x 10-26 kg. 5 - UNIDADE DE MASSA ATOMICA (u) Como se viu, pelo exemplo, a massa de um átomo é extremamente pequena. Os cientistas optaram por estabelecer uma nova escala. Para indicar massas atômicas, utilizamos o carbono-12 como padrão. Assim, um átomo de carbono-12 passa a valer 12u (doze unidades de massa atômica): MA(12C) = 12 u Por sua vez, uma (1) unidade de massa atômica, isto é, 1/12 do carbono-12, corresponde a 1,66 x 10-27 kg. 6 - MASSA ATÔMICA DOS ELEMENTOS Elementos químicos são formados por átomos com diferentes números de nucleons e, portanto com diferentes valores de massas atômicas. A massa atômica de um elemento é calculada pela média ponderada das massas atômicas dos isótopos que constituem esse elemento. Por exemplo, o elemento hidrogênio apresenta-se constituído pelos isótopos 1H, 2H. A massa atômica do primeiro e 1,008 u e a do segundo é 2,014 u. A abundância do primeiro é 99,985% e a do segundo é 0,015%. A média ponderada desse elemento é: Por arredondamento, o valor numérico da massa atômica de um átomo, é igual ao valor de seu número de nucleons (prótons e nêutrons). Assim, a massa do boro-10 (10B) é igual a 10 u; a massa do boro-11 (11B) e igual a 11 u. Desta forma, conhecendo-se as abundâncias, 19,8% e 80,2%, é possível encontrar a massa atômica do boro: 7 - MASSA IÔNICA (m i) Íons são formados a partir de átomos, pela retirada ou adição de elétrons. Como a massa do elétron é desprezível em relação às massas dos prótons e nêutrons, temos que a massa de um íon é a mesma do átomo que lhe deu origem. Exemplos: m i(Fe2+) = 55,85 u mi(Fe3+) = 55,85 u m i(S2-) = 32,07 u 8 - MASSA ATOMICA RELATIVA (Ar) É a razão entre a massa atômica e 1/12 da massa do carbono-12. Como 1/12 do carbono-12 é 1 u, temos que a massa relativa corresponde à massa atômica sem unidade. MM = m/n MA(H) = 1,008x99,985 + 2,014x0,015 100 MA(H) = 1,008 u M A = 10x19,8 + 11x80,2 100 MA(B) = 10,8 u - 2009 - 2 Exemplos: A r(H) = 1,008 A r(B) = 10,8 A r(Fe) = 55,85 9 - MASSA MOLECULAR (MM) Moléculas são formadas por átomos. Assim, a massa de uma molécula, é o resultado da adição das massas dos átomos que a constituem. Exemplos: MM(H2O) = 2x1,008 + 16,00 = 18,016 u MM(HNO3) = 1,008 + 14,01 + 3x16,00 = 63,02 u 10 - MASSA MOLECULAR RELATIVA (Mr) E a razão entre a massa molecular e 1/12 da massa do carbono 12. Como 1/12 do carbono-12 é 1 u, temos que a massa molecular relativa corresponde à massa molecular sem unidade. Exemplos: Mr(O2) = 32,00 Mr(H2SO4) = 98,09 11 – COMPOSIÇÃO CENTESIMAL Indica a porcentagem com que cada elemento participa na composição da massa molecular. Por exemplo: na composição da massa molecular da água, o hidrogênio contribui com 11,19% e o oxigênio com 88,79%. 0 cálculo é feito multiplicando-se o índice do elemento pela respectiva massa atômica e dividindo pela massa molecular, e multiplicando o resultado por 100 para obter a porcentagem. Exemplos: H2SO4: 2,055% de H, 32,070% de S e 65,25% de O CaO: 85,73% de Ca e 14,27% de O 12 - FÓRMULA EMPÍRICA OU MÍNIMA Indica os símbolos dos elementos e a menor proporção inteira entre eles. É também conhecida por fórmula mínima. Obtém-se a fórmula empírica dividindo-se os índices da fórmula molecular até obter a menor proporção inteira. Exemplos: C6H6: fórmula empírica CH H2O2: fórmula empírica HO H2S: formula empírica H2S Além disso, é possível obter a fórmula empírica a partir da composição centesimal. Neste caso, devemos dividir as porcentagens pelas respectivas massas atômicas. A seguir dividir os resultados obtidos pelo menor valor deles. E, se necessário, transformar os índices obtidos em valores inteiros. Exemplos: Dada a composição: C=75% e H=25% C: 75/12 = 6,25; H: 25/1 = 25 Dividindo todos por 6,25 C = 1 e H = 4 Assim, obtivemos a fórmula empírica CH4. Dada a composição P = 43,66% e O = 56,44% P: 43,6/31 = 1,4 ; O: 56,4/16 = 3,5 Dividindo todos por 1,4 P = 1 e O = 2,5 Como não existe índice 2,5 é preciso multiplicar os resultados por 2 para transformá-los em inteiros P = 2; O = 5 A fórmula empírica é P2O5
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