questões de massa atômica, molecular e molar de um elemento com resolução comentada

Prévia do material em texto

1 
 
ÍNDICE 
 
1.MASSA ATÔMICA .......................................................................................... 2 
1.1.Massa atômica – pontos importantes ........................................................... 3 
1.2.Massa molecular .......................................................................................... 4 
1.3.Massa molar de um elemento ...................................................................... 4 
1.5.Relação Fundamental .................................................................................. 4 
DESENVOLVENDO COMPETÊNCIAS ............................................................. 5 
GABARITO COMENTADO............................................................................... 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 
QUANTIFICANDO MATÉRIA – RELAÇÕES NUMÉRICAS 
 
Unidade de massa atômica: Criada em 1962, corresponde a 1/12 da 
massa de um átomo de carbono isótopo 12. 
 
 
 
 A unidade padrão de massa atômica foi o primeiro passo dado no sentido 
de quantificar transformações químicas, comparando com um mesmo padrão as 
massas dos átomos. 
1.MASSA ATÔMICA 
 
• Para um Átomo: Número que indica quantas vezes um átomo de um 
elemento é mais pesado que 1/12 do isótopo 12 do carbono. 
• Para um Elemento Químico: Elemento químico é o nome dado ao 
conjunto de todos os átomos de mesmo número atômico (isótopos). 
A massa atômica (MA) de um elemento (X) é dada pela média ponderada 
das massas atômicas de seus isótopos. 
 
 
 
3 
 
 
 
Onde: X1 corresponde ao isótopo “1” para o elemento X; 
X2 corresponde ao isótopo “2” para o elemento X; 
X3 corresponde ao isótopo “3” para o elemento X; 
%1 corresponde à percentagem de ocorrência do isótopo “1” para o 
elemento X; 
%2 corresponde à percentagem de ocorrência do isótopo “2” para o 
elemento X; 
%3 corresponde à percentagem de ocorrência do isótopo “3” para o 
elemento X; 
A massa atômica de um elemento químico (média ponderada 
determinada anteriormente) corresponde ao número que indica quantas vezes, 
em média, um átomo de um elemento constituído por isótopos é mais pesado 
que 1/12 do isótopo 12 do carbono. 
1.1.Massa atômica – pontos importantes 
 
1.Não confundir Massa Atômica com Número de Massa: embora sejam valores 
numericamente próximos, são grandezas distintas: 
➢ Massa atômica: grandeza física que indica quantas vezes a massa do 
átomo é maior e u a massa padrão estabelecida; 
➢ Número de massa: número inteiro que indica o total de partículas 
nucleares (soma da quantidade de prótons com a quantidade de 
nêutrons). 
2.Embora não seja o valor mais preciso, podemos, para efeito de cálculo, utilizar 
o número de massa do isótopo como massa desse isótopo. 
Ex.: na natureza 75% do cloro existente apresenta-se como o isótopo 35Cl e o 
restante se apresenta na forma do isótopo 37Cl. Sendo assim, podemos calcular 
a massa atômica do elemento cloro da seguinte maneira: 
 
4 
 
 
 
 
Exemplo: 
 
1.2.Massa molecular 
 
Número que indica quantas vezes a massa de uma molécula de uma 
substância é mais pesada que 1/12 do carbono isótopo 12. Corresponde à soma 
das massas atômicas dos elementos que compõem a molécula. 
Mol – Coleção de 6,02.1023 partículas. Este número é conhecido como "número 
de Avogadro". 
1 mol de átomos = 6,02.1023 átomos. 
1 mol de moléculas = 6,02.1023 moléculas. 
Massa molar: Massa equivalente a 1,0 mol de unidades. 
1.3.Massa molar de um elemento 
É a massa de 1 mol de átomos de um elemento químico qualquer e 
corresponde à sua massa atômica (encontrada na Tabela Periódica, ou 
informada em uma questão), expressa em gramas. 
 
1.4.Massa molar de uma substância 
Corresponde à massa de 1 mol de moléculas de uma substância qualquer 
e é numericamente igual à sua massa molecular, expressa em gramas. 
1.5.Relação Fundamental 
1,0 mol de átomos __ 6,02×1023 átomos ____ Massa atômica expressa em 
gramas 
ou 
 
5 
 
1,0 mol de moléculas ___ 6,02×1023 moléculas ___ Massa molecular expressa 
em gramas 
Assim: 1 g = 6,02×1023 u ou 1 u = 1,66×1024 g ou ainda, 1 u = 1 g/mol 
 
DESENVOLVENDO COMPETÊNCIAS 
1. (Ufg 2013) Uma amostra de um elemento E tem isótopos AE e BE com 
abundâncias 75% e 25%, respectivamente. Considerando-se que a massa 
atômica do isótopo AE é 34,97 e que a massa atômica média do elemento E, 
nessa amostra, é 35,47, o número de massa B é: 
a) 35 
b) 36 
c) 37 
d) 38 
e) 39 
 
2. (Ufg 2013) A fórmula de um alcano é n 2n 2C H , onde n é um inteiro positivo. 
Neste caso, a massa molecular do alcano, em função de n, é, 
aproximadamente: 
a) 12n 
b) 14n 
c) 12n 2 
d) 14n 2 
e) 14n 4 
3. (Ufg 2010) Em uma molécula de glicose 6 12 6(C H O ), a razão entre a quantidade 
em massa de carbono e a massa molecular é: 
a) 
1
4
 
b) 
1
3
 
c) 
2
5
 
 
6 
 
d) 
3
5
 
e) 
2
3
 
4. (Ufrgs 2017) A massa atômica de alguns elementos da tabela periódica pode 
ser expressa por números fracionários, como, por exemplo, o elemento estrôncio 
cuja massa atômica é de 87,621, o que se deve 
 
a) à massa dos elétrons. 
b) ao tamanho irregular dos nêutrons. 
c) à presença de isótopos com diferentes números de nêutrons. 
d) à presença de isóbaros com diferentes números de prótons. 
e) à grande quantidade de isótonos do estrôncio. 
 
5. (Puccamp 2016) No ateliê de um ourives, as joias são feitas de ouro 18 
quilates, que consiste em uma liga contendo 75 % de ouro + 25 % de outros 
metais. Assim, uma aliança com 3,0 g dessa liga contém uma quantidade de 
ouro, em mol, de, aproximadamente, 
Dado: 
Massa molar (g mol) 
Au 197 
a) 0,01. 
b) 0,02. 
c) 0,03. 
d) 0,04. 
e) 0,05. 
 
6. (G1 - cftmg 2013) Os gases nitrogênio e hidrogênio reagem para formar NH3 
a um fluxo constante de 0,5 tonelada por dia de amônia produzida, em um 
processo químico industrial. A amônia produzida em função do tempo é 
representada pelo gráfico. 
 
 
7 
 
 
 
A grandeza que NÃO pode ser usada no eixo das ordenadas é a(o) 
a) massa. 
b) número de mols. 
c) massa molecular. 
d) número de átomos. 
 
7. (Unemat 2010) Considere que a massa de uma gota de água é de 0,05 g. 
Calcule a quantidade de mols (n) que existe nessa gota de água. 
Dado: massa molecular da água é igual a 18 u. 
a) 0,28 mol 
b) 0,0028 mol 
c) 0,056 mol 
d) 1,27·1021 mol 
e) 2,8·1023 mol 
 
8. (Cesgranrio) Durante este ano, os jornais noticiaram que a população de 
baixa renda fez uso de óleo encontrado em um depósito junto a transformadores 
de alta tensão. Este óleo, denominado ASCAREL, é uma mistura de compostos 
do tipo policloreto de bifenilo (PCB). Tais substâncias sintéticas contêm entre 
20% e 70% de cloro e, no homem, podem causar doenças irreversíveis no 
fígado, bronquites crônicas e irritação da pele. Suas sínteses podem ser feitas 
através da cloração do bifenilo, como demonstra na equação a seguir: 
 
8 
 
 
O número de átomos de cloro por molécula existente em um PCB de massa 
molecular = 361, que contenha 59% em massa de cloro, é 
Dado: Massa Atômica Cℓ = 35,5 
a) 3 
b) 4 
c) 5 
d) 6 
e) 7 
 
9. (G1) A massa molecular da espécie H4P2Ox é 146u, logo o valor de "x" é: 
a) 1 
b) 2 
c) 3 
d) 4 
e) 5 
Dados: H = 1 u; O = 16 u; P = 31 u 
 
10. (G1) Assinale a alternativa que contém a espécie de "menor" massa 
molecular: 
a) ácido acético  CH3COOH 
b) ácido iodídrico  HI 
c) ácido sulfúrico  H2SO4 
d) ácido fosfórico  H3PO4 
e) ácido fosforoso  H3PO3 
Dados: H = 1u; C = 12u; O = 16u; P = 31u; S = 32u; I = 127u 
 
 
9 
 
11. (Fuvest 2015) A grafite de um lápis tem quinze centímetros de comprimento 
e dois milímetros de espessura. Dentre os valores abaixo, o que mais se 
aproxima do númerode átomos presentes nesse grafite é 
Nota: 
 
1) Assuma que a grafite é um cilindro circular reto, feito de grafita pura. A 
espessura da grafite é o diâmetro da base do cilindro. 
2) Adote os valores aproximados de: 
32,2g / cm para a densidade da grafita; 
12g / mol para a massa molar do carbono; 
23 16,0 10 mol para a constante de Avogadro 
a) 235 10 
b) 231 10 
c) 225 10 
d) 221 10 
e) 215 10 
 
12. (Puccamp 2017) Fertilizantes do tipo NPK possuem proporções diferentes 
dos elementos nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). Uma formulação comum 
utilizada na produção de pimenta é a NPK 4-30-16, que significa 4% de nitrogênio 
total, 30% de 2 5P O e 16% de 2K O, em massa. Assim, a quantidade, em mol, de 
P contida em 100 g desse fertilizante é de, aproximadamente, 
Dados: massas molares 1(g mol ) 
O 16
P 31,0


 
a) 0,25. 
b) 0,33. 
c) 0,42. 
d) 0,51. 
e) 0,68. 
 
13. (G1 - cftmg 2017) Atletas de levantamento de peso passam pó de magnésio 
(carbonato de magnésio) em suas mãos para evitar que o suor atrapalhe sua 
performance ou, até mesmo, cause acidentes. Suponha que, em uma academia 
 
10 
 
especializada, o conjunto de atletas utilize 168,8 g de pó de magnésio por dia. 
A massa mais aproximada de Mg, em kg, associada à compra de pó de 
magnésio, para 30 dias de uso, é 
a) 0,05. 
b) 0,21. 
c) 1,46. 
d) 2,92. 
 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO 
 
Leia o texto para responder à(s) questão(ões) a seguir. 
 
O elemento estrôncio ocorre na natureza como componente de dois minerais: a 
estroncianita, 3SrCO (massa molar 147,6 g mol), e a celestita, 4SrSO (massa molar 
183,6 g mol). A partir desses minerais são obtidos os sais de estrôncio, utilizados 
na pirotecnia para conferir a cor vermelho-carmim intensa a fogos de artifício. 
 
14. (Famerp 2017) Considere a relação: 
 
% em massa de Sr na estroncianita
% em massa de Sr na celestita
 
 
O valor desse quociente é, aproximadamente, 
a) 0,48. 
b) 1,2. 
c) 0,81. 
d) 1,9. 
e) 0,59. 
 
15. (Ufrgs 2016) O sal rosa do Himalaia é um sal rochoso muito apreciado em 
gastronomia, sendo obtido diretamente de uma reserva natural aos pés da 
 
11 
 
cordilheira. Apresenta baixo teor de sódio e é muito rico em sais minerais, alguns 
dos quais lhe conferem a cor característica. 
Considere uma amostra de 100g de sal rosa que contenha em sua composição, 
além de sódio e outros minerais, os seguintes elementos nas quantidades 
especificadas: 
Magnésio  36mg 
Potássio  39mg 
Cálcio  48mg 
 
Os elementos, colocados na ordem crescente de número de mols 
presentes na amostra, são 
a) K, Ca, Mg. 
b) K, Mg, Ca. 
c) Mg, K, Ca. 
d) Ca, Mg, K. 
e) Ca, K, Mg. 
 
 
 
 
GABARITO COMENTADO 
 
Resposta da questão 1 
 
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Matemática] 
mA= massa atômica do elemento AE 
mB = massa atômica do elemento BE 
0,75.mA + 0,25.mB = 35,47 
0,75 . 34,97 + 0,25mB = 35,47 
0,25mB = 35,47 – 26,2275 
 
12 
 
0,25mB = 9,2425 
mB = 36,97 
 
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] 
A massa atômica de um elemento químico é dada pela média ponderada das 
massas atômicas de seus isótopos, então: 
A
B
E 75%; A 34,97 u
E 25%; B ?
M.A. 35,47 u
35,47 0,75 34,97 0,25 B
B 36,97 u
Número de massa de B 37
 
 

   


 
Gabarito: c 
 
Resposta da questão 2 
 
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Matemática] 
Massa atômica do carbono: 12 
Massa atômica do hidrogênio: 1 
Logo, a massa molecular da substância será dada por       12 n 1 2n 2 14n 2 . 
 
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] 
n 2n 2C H ; C 12; H 1.
MM 12n (2n 2) 1 14n 2
MM 14n 2
  
     
 
 
Gabarito: d 
 
Resposta da questão 3 
 
36massa do carbono 6 12 72 2
36massa molecular 6 12 12 1 6 16 180 5

  
    
 
Gabarito: c 
 
 
13 
 
Resposta da questão 4 
Para o cálculo da massa atômica leva-se em consideração a massa média 
atômica ponderada dos isótopos existentes do elemento químico. 
Gabarito: c 
 
 
Resposta da questão 5 
 
75% 2,25 g
1 mo
Au 3
l
,0
Au
g
 de 
 
197 g
 x mol 2,25 g
x 0,01 mol
 
Gabarito: a 
 
Resposta da questão 6 
A massa molecular da amônia 3(NH = 17 g/mol) é constante, logo não pode 
ser usada no eixo das ordenadas. 
Gabarito: c 
 
Resposta da questão 7 
18 g (H2O)  1 mol (H2O) 
0,05 g (H2O)  n mol (H2O) 
n = 0,0028 mol 
Gabarito: b 
 
Resposta da questão 8 
Gabarito: d 
PCB -> 361 u 
mCl = 59% de 361 = 
59 . 361
100 
 = 213 u 
1 Cl 35,5 u 
 x 213 u 
 
 
14 
 
x = 
213
35,5
 = 6 
 
Resposta da questão 9 
Gabarito: e 
H4P2Ox = 146 u 
 (4 ∙ 1) + (31 ∙ 2) + 16x = 146 
4 + 62 + 16x = 146 
16x = 80 
x = 5 
 
Resposta da questão 10 
Gabarito: a 
H3CCOOH 
MM = 4 + (2 ∙ 12) + (2 ∙ 16) = 60 g/mol 
HI 
MM = 1 + 127= 128 g/mol 
H2SO4 
MM = 2 + 32 + (4 ∙ 16) = 98 g/mol 
H3PO4 
MM = 3 + 31 + (4 ∙ 16) = 98 g/mol 
H3PO3 
MM = 3 + 31 + (3 ∙ 16) = 97 g/mol 
 
Resposta da questão 11 
 
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] 
Cálculo do volume da grafita: 
 
15 
 
3 1
1
cilindro
2
cilindro
1 2
cilindro
3
cilindro
3
grafita
3
diâmetro 2 mm de espessura 2 10 m 2 10 cm
raio 1mm de espessura 10 m
altura 15 cm
V (Área da base) (altura)
V r h
V (10 ) 15
V 0,471 cm
d 2,2 g / cm
1 cm
π
π
 


    
 

 
  
  


3
2,2 g
0,471 cm grafita
grafita
m
m 1,0362 g
12 g de grafita

236,0 10 átomos de carbono
1,0362 g de grafita

22
x
x 5,18 10 átomos de carbono  
 
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Matemática] 
Tem-se que o volume de grafite é dado por 
2 2
3
d 0,2
h 3,14 15
2 2
0,47cm .
π
   
       
   

 
Daí, sabendo que a densidade da grafita é 32,2 g cm , vem que a massa de grafite 
é igual a m 2,2 0,47 1,03 g.   
Portanto, sendo n o número de átomos de carbono presentes nessa grafite, 
temos 
22
23
12
n 1,03 n 5 10 .
6 10
    

 
 
 
Gabarito: c 
 
 
 
 
16 
 
Resposta da questão 12 
2 5P O 31 2 16 5 142g / mol
142 g
    
1 mol
100 g
2 5
x
x 0,70 mol de P O
30% de 0,70 mol 0,21 mol


 
Tem-se 2 mols de fósforo no composto, assim: 
0,21 2 0,42  mol de P em 100 g de fertilizante. 
Gabarito: c 
 
Resposta da questão 13 
 
3MgCO Mg
84 g 24 g
168,8 g x
x 48,22 g ou 0,048 kg
0,048 30 dias 1,45 kg

 
 
 
Gabarito: c 
 
Resposta da questão 14 
 
  





3 4Sr M g/mol; SrCO 147,6 g mol (estroncianita); SrSO 183,6 g mol (celestita).
M g
p% em massa de Sr na estroncianita
147,6 g
M
p% em massa de Sr na celestita
183,6 g
M g
147,6 gp% em massa de Sr na estroncianita
p% em massa de Sr na celestita

 

 
 
 
 

183,6
1,2439
147,6M g
183,6 g
p% em massa de Sr na estroncianita
1,2
p% em massa de Sr na celestita
 
 
Gabarito: b 
 
 
 
 
 
17 
 
 
Resposta da questão 15 
 
Cálculo do número de mols de elementos presentes na amostra: 
3
1
3
1
3
1
K Ca Mg
m 36 10 g
Magnésio (Mg) : n 1,5 mol
M 24 g.mol
m 39 10 g
Potássio (K) : n 1,0 mol
M 39 g.mol
m 48 10 g
Cálcio (Ca) : n 1,2 mol
M 40 g.mol
1,0 mol 1,2 mol 1,5 mol







  

  

  
 
 
 
Gabarito: a