1 Química Geral - 2 semestre-1

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Química Geral 
2° Semestre 
Curso Anual de Química 
Prof. Alexandre Oliveira 
 
 
Assunto Página 
Módulo 01 – Cálculos Químicos e Cálculos De Fórmulas 03 
Módulo 02 – Leis Ponderais e Cálculo Estequiométrico 31 
Módulo 03 – Gases 59 
Módulo 04 – Química Nuclear (Radioatividade) 101 
Módulo 05 – Matéria e Energia 137 
Módulo 06 – Análise Imediata (Separação de Misturas) 157 
 
 
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MÓDULO 01 
ESTEQUIOMETRIA – CÁLCULOS QUÍMICOS E CÁLCULOS DE 
FÓRMULAS 
 
1. Medida de uma grandeza 
 
Antes de se entender o conceito de massa atômica, é necessário ter bem claro o conceito 
de medida de uma grandeza. A medida de uma grandeza é feita por comparação com uma grandeza 
padrão convenientemente escolhida. Assim, a medida da massa de um corpo é feita comparando-
se a sua massa com a massa de um padrão convenientemente escolhido. 
O quilograma (kg) é um padrão muito utilizado para exprimir a massa dos corpos. Por 
exemplo, quando dizemos que uma pessoa pesa 70kg, isto é, tem massa igual a 70kg, significa que 
essa pessoa tem a massa 70 vezes maior que a massa padrão de 1kg. 
Nem sempre o quilograma é um padrão conveniente. Para indicar a massa de um grão de 
areia, é mais conveniente utilizar como padrão a massa de 1 miligrama (mg). Deste modo, é mais 
conveniente referir-se à massa de um grão de areia por 2mg do que expressar sua massa por 
0,000002kg. O quilograma também não e um padrão conveniente para exprimir a massa de um 
navio. Nesse caso, a tonelada é um padrão mais conveniente. 
Para exprimir a massa de um átomo, o padrão miligrama (mg) não é conveniente, pois é 
muito grande. 
Apenas como curiosidade, vejamos como ficaria o valor da massa de um átomo de 12C 
expressa em kg e em mg. m = 2 . 10–26 kg = 2 . 10–20 mg. 
 
1.1. Unidade de massa atômica 
 
Os químicos procuraram um padrão conveniente para exprimir a massa dos átomos. Em 
1962, num Congresso Internacional de Química, foi escolhida a unidade de massa atômica (u): 
 
 
Unidade de massa atômica (u) é a massa de 1/12 do átomo de carbono com número de 
massa igual a 12 (12C). 
 
1.2. Massa atômica (MA) 
 
Massa atômica é a massa de um átomo expressa em u. Indica quantas vezes a massa do átomo 
é maior que 1/12 da massa do átomo de 12C. 
 
Assim, a massa atômica do 12C é igual a 12u. 
 
Existem métodos experimentais que permitem a determinação da massa atômica com 
uma precisão tal que o seu valor pode ser expresso com até seis algarismos significativos, 
tais como: 
 
Massa atômica do átomo 24Mg = 23,9847u Massa atômica do átomo 35Cl = 34,997u 
Massa atômica do átomo 37Cl = 36,975u Massa atômica do átomo 27Al = 26,9815u 
 
 
 
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Note que os valores das massas atômicas são muito próximos dos respectivos números de 
massa. Quando dizemos, por exemplo, que a massa atômica do átomo 24Mg é igual a 24 u 
concluímos que: 
 
Massa de um átomo de 24Mg = 24u 
Massa de um átomo de 24Mg = 24 x massa de 1/12 do átomo de 12C 
Massa de um átomo de 24Mg = 2 x massa de um átomo de 12C 
 
 
 
O átomo de 24Mg pesa duas vezes mais que o átomo de 12C. 
 
1.3. Massa atômica de um elemento 
 
Massa atômica de um elemento é a média ponderada das massas atômicas dos átomos 
de seus isótopos constituintes. 
 
Assim, o cloro é formado pelos isótopos 35Cl e 37Cl, na proporção: 
 
 
𝑀𝐴 𝑑𝑜 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝐶𝑙 ≅ 
34,997.75,4 + 36,9757.24,6
100
= 35,453𝑢 
 
 
 
Como a massa atômica de um isótopo é aproximadamente igual ao seu número de massa, a massa 
atômica de um elemento é aproximadamente igual à média ponderada dos números de massa de 
seus isótopos constituintes. Logo, a massa atômica aproximada do cloro será: 
 
𝑀𝐴 𝑑𝑜 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝐶𝑙 ≅ 
35.75,4 + 37.24,6
100
= 35,5𝑢 
 
Não existe átomo de Cl com massa igual a 35,5u. Este é o valor médio da massa do átomo 
de Cl: 
Massa média do átomo de Cl = 35,5u 
Massa média do átomo de Cl = 35,5 x massa de 1/12 do átomo de 12C 
Massa média do átomo de Cl = 35,5 / 12 x massa do átomo de 12C 
 
 
 
 
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A maioria dos elementos é formada por misturas de diferentes isótopos, em proporção 
constante. 
 
Dessa maneira, a massa atômica dos elementos é também constante. No caso dos 
elementos formados de um único isótopo, a massa atômica do seu único isótopo será também a 
massa atômica do elemento. 
 
2. Massa molecular (MM) 
 
Massa molecular de uma substância é a massa da molécula dessa substância expressa 
em unidades de massa atômica (u). 
 
Numericamente, a massa molecular (MM) é igual à soma das massas atômicas (MA) de 
todos os átomos constituintes da molécula. 
 
Exemplo: 
MA do H = 1u 
MA do O = 16u 
MM do H2O = 2 x 1 + 16 = 18u 
 
Como a maioria dos elementos é formada por misturas de diferentes isótopos, a maioria das 
substâncias é formada por misturas de moléculas com diferentes massas moleculares. 
No caso da água, por exemplo, podemos ter 18 moléculas diferentes de H2O, resultantes da 
combinação dos diferentes isótopos, cujas massas moleculares variam de 18u a 24u. 
Observe a constituição isotópica dos elementos hidrogênio e oxigênio: 
H1 = 99,98%; H2 = 0,02%; H3 = 10-7% 
O16 = 99,76%; O17 = 0,04%; O18 = 0,20% 
 
Desta forma a molécula de H2O com menor massa molecular é 18u, sendo inclusive a 
molécula de massa molecular predominante, pois é constituída pelos isótopos de hidrogênio e 
oxigênio mais abundantes na natureza. A molécula de H2O com maior massa molecular 
corresponde a 24u. Observe: 
 
 
 
 
 
18u 
 
 
 
 
 
19u 
 
 
 
 
 
20u 
 
 
 
 
Como na mistura isotópica do H e do O há nítida predominância dos isótopos 1H e 16O, na 
substância água há nítida predominância de moléculas 1H2O16 e a massa molecular média da água 
é muito próxima de 18u. Por isso, podemos afirmar que: 
 
18 
 
 
 
16 16 16 16 16 16 
18 18 18 18 18 18 
17 17 17 17 17 17 
1
6 
1
6 
1
6 
2
6 
1
6 
1
6 
1
6 
1
6 
2
6 
2
6 
2
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2
6 
2
6 
2
6 
2
6 
2
6 
1
6 
1
6 
1
6 
1
6 
1
6 
3
6 
3
6 
3
6 
3
6 
3
6 
3
6 
3
6 
3
6 
3
6 
3
6 
3
6 
2
6 
2
6 
2
6 
3
6 
19u 
20u 
21u 
20u 
21u 
22u 
20u 
21u 
22u 
21u 
22u 
23u 
22u 
23u 
24u