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Cálculos Químicos Mol, massa molar, Constante de Avogadro Massa atômica Medidas – massa (Kg – SI) • 1 Kg – 1000 g • Grama – 1 g Massa átomo? Unidade? Unidade de massa atômica – 1 u – massa de 1/12 do átomo de carbono com número de massa igual a 12 (12C). http://w w w .ch em istry.ucsc .edu/resea rch /facilities/m a ss- spec.h tm l Espectrometria de massa Mass Spectrometry: Department of Chemistry and Biochemistry University of California, Santa Cruz Tabela: Massa atômica dos vinte elementos químicos que são encontrados na natureza sob a forma de um único tipo de átomo Átomo Massa atômica (u) Átomo Massa atômica (u) 9,012182 92,906378 18,998403 102,905504 22,989770 126,904468 26,981538 132,905447 30,973762 140,907648 44,955910 158,925343 54,938050 164,930319 58,933200 168,934211 74,921596 196,966552 88,905848 208,980383 Be9 4 F19 9 Na23 11 Al27 13 P31 15 Sc45 21 Mn55 25 Co59 27 As75 33 Y89 39 Nb93 41 Rh103 45 I127 53 Cs133 55 Pr141 59 Tb159 65 Ho165 67 Tm169 69 Au197 79 Bi209 83 P eru zzo, F . M .; C anto, E . L . do Q uím ica na abo rda g em do cotid ia no. 4. ed. S ã o P au lo: M od ern a, 20 10. V .1 http://portaldoprofessor.mec.gov.br http://conhecerparadebater.blogspot.com.br/2011/08/pesos-atomicos-nao-sao-constantes-da.html Massa atômica dos elementos químicos (Exceto os 20 citados!) Média ponderada da massa dos isótopos MA (B)= ? Átomo Abundância Massa atômica (u) 19,9% 10,012937 80,1% 11,009306 B10 5 B11 5 MA (B)= 19,9 × 10,0 u + 80,1 × 11,0 u 100 =10,8 u Massa atômica dos elementos químicos (Exceto os 20 citados!) Média ponderada da massa dos isótopos Ex. (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. MA (M )= 79,90 u Ex. (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. Átomo Abundância Massa atômica (u) x 79 (100 – x) 81 79M 81M MA (M )= 79,90 u 79,90 = 79x + 81 (100 - x ) 100 7990 = 79x + 8100 - 81x 2x = 110 x = 55% Ex. (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. Átomo Abundância Massa atômica (u) 55 % 79 45 % 81 79M 81M MA (M )= 79,90 u 79,90 = 79x + 81 (100 - x ) 100 7990 = 79x + 8100 - 81x 2x = 110 x = 55% SO4 2− Massa molecular Massa de íons Massa de compostos iônicos CO2 O2 Na+ Cl- 3NO NaCl H2SO4 CaCO3 AgNO3 PO4 3− H2O Mol 1 mol de moléculas = 6,0 . 1023 moléculas 1 mol de átomos = 6,0 . 1023 átomos 1 mol de elétrons = 6,0 . 1023 elétrons 1 mol de íons = 6,0 . 1023 íons 1 mol de ... Dúzia Meia 6,02214 . 1023 mol-1 Número de Avogadro Amedeo Avogadro (1786-1856) 6,02 . 1023 mol-1 Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) 1 g = 6.1023 u 18 u = massa de 1 molécula de H2O 18 g = massa de 6.1023 (1 mol) moléculas de H2O Experimentos com gases, cristais, fenômenos radioativos e processos de galvanoplastia 18 g = 18 . 6 . 1023 u = 6 . 1023 . 18 u 18 g = massa de 6 . 1023 moléculas de H2O u = g / moL u = g / moL Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) 18 g = massa de 6 . 1023 moléculas de H2O 342 g = massa de 6 . 1023 moléculas de C12H22O11 (sacarose) 201 g = massa de 6 . 1023 átomos de Hg Hg MA = 201 u 201 u = 201 g / mol 342 u = 342 g / mol 18 u = 18 g / mol C12H22O11 MM = 342 u H2O MM = 18 u 58,44 g = massa de 6 . 1023 espécies NaCl NaCl MM = 58,44 u 58,44 u = 58,44 g / mol Colher de chá contendo 5 mL de água d(água) = 1 g/L n = ? moléculas = ? n = ? d = 1 g/mL d = m / V 1 g/mL = m / 5 mL m = 5 g Colher de chá V = 5 mL de água d(água) = 1 g/mL n = ? moléculas = ? 18 g / mol massa de 1 mol (6 . 1023) de moléculas de H2O 18 g ----- 1 mol 5 g ----- n n = 0,277... mol n = 0,3 mol 18 g ----- 1 mol ----- 6 . 1023 moléculas 5 g ----- 0,3 mol -- x x = 1,666... . 1023 moléculas x = 2.1023 moléculas (aprox.) Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) 1 g = 6.1023 u Ex. Sabendo-se que a massa da água é igual a 18 u, determine a massa expressa em gramas de uma única molécula de H2O. 18 g ------- 1 mol ---------- 6.1023 moléculas x ------------------------- 1 molécula x = 3.10-23 g Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) x 6 . 1023 x 6 . 1023 x 6 . 1023 Fórmula química H2O consiste em 2H e 1 O Nível atômico 1 molécula 2 átomos de H 1 átomo de O (18u) 2 . (1 u) (16 u) Amostra em 6 . 1023 2(6 . 1023) 6 . 1023 escala de moléculas de H2O átomos de H átomos de O Laboratório (gramas) 1 mol de 2 mol de 1 mol de moléculas de H2O átomos de H átomos de O 18 g de H2O 2 g de H 16 g de O Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Ex. 1) (Furg – RS) Qual a quantidade de matéria em átomos de hidrogênio que está presente em um mol do composto benzoato de amônio (NH4C7H5O2)? a)4 mol b)5 mol c)9 mol d)5,4 .1024 mol e)11 mol Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Ex. 2) Quantos átomos de alumínio há em uma panela que contém 810 g desse metal? MA (Al) = 27 u 27 g ------ 1 mol ------- 6.1023 átomos 810 g ---------------------- x x = 180.1023 x = 1,8.1025 átomos de alumínio Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Ex. 3) O acetileno, C2H2, é um gás usado como combustível em maçaricos para soldar metal. Um serralheiro comprou um bujão de acetileno, no qual há 13 kg dessa substância. a)Qual é a massa molar do acetileno? b) Quantas moléculas do gás o serralheiro comprou? Exercícios Massa atômica e molecular 3, 5, 6, 8, 9, 11-14, 16 e 18 (p. 285 e 286) Relação massa, número de espécies e quantidade de matéria 27, 34-36,40,44 (290-292) 47, 48, 49, 57, 58 e 60 (p.293 e 294) Adicionais: 61-63, 64, 65 (apenas o primeiro, quinto, o oitavo e o último compostos), 66 (apenas sulfato), 67, 71, 75-77 e 79 (p. 296 e 297) Química na abordagem do cotidiano. Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. 4 ed. V.1 São Paulo: Moderna, 2006. Bons estudos! • http://pt.slideshare.net/lasqmc/calculos-quimicos-9736224 Fig.: Átomo de 12C e substâncias – relação massa / mol. • http://www.chemistry.ucsc.edu/research/facilities/mass-spec.html (Fig.: espectrômetro de massas) • Peruzzo, F. M.; Canto, E. L. do Química na abordagem do cotidiano. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2010. V.1 (Tabela isótopos) • http://fisicosequimicos.blogspot.com.br/2010_12_01_archive.html (Fig.: isótopos do carbono) • http://portaldoprofessor.mec.gov.br (Fig.: tabela periódica) • http://conhecerparadebater.blogspot.com.br/2011/08/pesos-atomicos- nao-sao-constantes-da.html (Fig.: tabela periódica isótopos) • http://www.brasilescola.com/quimica/mol-numero-avogadro-qual- relacao.htm Fig.: Amedeo Avogadro. • http://sobarte.blogspot.com.br/ (Fig.: bananas) • http://pt.wikipedia.org/wiki/Mol Fig.: Balança analítica com NaCl e colher. • Química na abordagem do cotidiano. Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. 4 ed. V.1 São Paulo: Moderna, 2006. Bibliografia Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24