Quantidade de Matéria e Conceitos Correlatos em Química

1. Quantidade de Matéria e Conceitos Correlatos em Química Prof. Cleber Paulo Andrada Anconi Prof. Marcio Pozzobon Pedroso

2. A matéria é descontínua. Um pedaço de metal, por exemplo, é constituído por um enorme número de entidades elementares: os átomos. 0,96 g de K+ ------- 100 mL (concentração) x g de K+ ---------- 250 mL (volume total) x = 2,40 g de K+ No estudo de reações e portanto, nos assuntos relacionados à Química, torna-se útil o trato de massa molar e quantidade de matéria, grandezas intimamente relacionadas à unidade mol. No entanto, o que mol significa?

3. Antes de pensar em mol... Qual é o significado de quilograma (kg)? O quilograma é uma quantidade padrão da grandeza massa. 0,96 g de K+ ------- 100 mL (concentração) x g de K+ ---------- 250 mL (volume total) x = 2,40 g de K+ Dessa forma, pode-se dizer: “A massa de um litro de mercúrio é aproximadamente igual a 14 kg”

4. O mol é uma quantidade padrão da grandeza quantidade de matéria Tem-se, portanto: Dessa forma, pode-se dizer: “A quantidade de matéria de um litro de mercúrio é aproximadamente igual a 68 mol”

5. No Brasil, o nome da unidade de quantidade de matéria é igual ao símbolo. O símbolo da unidade “mol” é o “mol”. Note que o símbolo da unidade “quilograma” é o “kg”. Além disso, recomenda-se como plural de “mol”, o termo “mols”. 0,96 g de K+ ------- 100 mL (concentração) x g de K+ ---------- 250 mL (volume total) x = 2,40 g de K+

6. O quilograma e o mol correspondem a duas das sete unidades básicas do Sistema Internacional (SI). Tem-se no SI: 0,96 g de K+ ------- 100 mL (concentração) x g de K+ ---------- 250 mL (volume total) x = 2,40 g de K+

7. Por definição... O mol corresponde à quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 0,012 kg de carbono 12. O carbono 12 é o isótopo do carbono mais abundante (98,9%). INCLUIR figura carbono Em 0,012 Kg de carbono 12 existem 6,02214 x 1023 átomos

8. Ao fazer uso da unidade mol, as entidades elementares devem ser especificadas. Tais entidades podem ser átomos, moléculas, elétrons, outras partículas ou agrupamentos especiais de tais partículas.

9. O número (N) de entidades elementares é diretamente proporcional à quantidade de matéria (n) maior número de entidades elementares maior quantidade de matéria

10. A constante de proporcionalidade entre o número de entidades elementares (N) e quantidade de matéria (n) é denominada constante de avogadro (NA) Dessa forma, N=NA.n A constante de avogadro tem valor determinado experimentalmente. Atualmente, NA = 6,02214 x 1023 mol-1

11. Sendo N=NA.n, n=N/NA Quantidade de matéria (n) = 1 mol

12. A massa (m) de uma determinada substância é diretamente proporcional à quantidade de matéria (n) maior massa maior quantidade de matéria, 0,30 kg 0,20 kg

13. A constante de proporcionalidade entre massa (m) e a quantidade de matéria (n) de uma substância é denominada massa molar (M) Dessa forma, m=M.n A unidade de massa molar (M) é g/mol.

14. As massas molares do etanol (CH3CH2OH) e da água (H2O) correspondem a 46,0 g/mol e 18,0 g/mol, respectivamente. Ou seja, M(CH3CH2OH) =46 g/mol M(H2O)=18 g/mol Uma quantidade de matéria igual a 1 mol de etanol tem massa igual a 46g. Uma quantidade de matéria igual a 1 mol de água tem massa igual a 18g.

15. INCLUIR ANIMACAO ANIMACAO DA AGUA SENDO COLOCADA CONTINUAMENTE E DISCRETAMENTE EM UMA BALANCA Uma quantidade de matéria igual a 1 mol de etanol tem massa igual a 46g. Uma quantidade de matéria igual a 1 mol de água tem massa igual a 18g.

16. Em cálculos estequiométricos (cálculos envolvendo reações químicas) é a massa molar (M) a grandeza a ser empregada. Para se obter os valores de massas molares é preciso associar a unidade g/mol aos respectivos valores de massas atômicas relativas, dispostos, por exemplo, em tabelas periódicas. Como determinar a massa molar do monóxido de carbono (CO)? M(CO)= ? g/mol

17. monóxido de carbono: CO 12,01 + 16,00 = 28,01 g/mol M(CO)= 28,01 g/mol 12,01 + 16,00 = 28,01 g/mol M(CO)= 28,01 g/mol 12,01 + 16,00 = 28,01 g/mol M(CO)= 28,01 g/mol 12,01 + 16,00 = 28,01 g/mol M(CO)= 28,01 g/mol Como determinar a massa molar do dióxido de carbono (CO2)? M(CO2)= ? g/mol

18. dióxido de carbono: CO2 12,01 + 16,00 = 28,01 g/mol M(CO)= 28,01 g/mol 12,01 + 2x16,00 = 28,01 g/mol M(CO)= 28,01 g/mol 12,01 + 2x16,00 = 44,01 g/mol M(CO)= 28,01 g/mol 12,01 + 2x16,00 = 44,01 g/mol M(CO2)= 44,01 g/mol

19. EXEMPLO I Qual é a quantidade de matéria (n) de 2.582g de oxigênio? Fórmula do oxigênio: O2 32,00g1 mol 2.582gX M(O2)=32,00 g/mol X = 80,69 mol

20. EXEMPLO II Qual é a quantidade de matéria (n) de 8,00g de hidróxido de sódio? Fórmula do hidróxido de sódio: NaOH 40,00g1 mol 8,00gX M(NaOH)=40,00 g/mol X = 0,200 mol

21. Qual é a quantidade de matéria (n) de 200,00g de naftaleno? EXEMPLO III Fórmula do naftaleno: C10H8 128,16g1 mol 200,00gX M(C10H8)=128,16 g/mol X = 1,5605 mol

22. EXEMPLO IV Quantas moléculas de água estão presentes em de um litro dessa substância? Fórmula da água: H2O 0,997g1,000 cm3 1 litro = 1.000 cm3 M(H2O)=18,016 g/mol X1.000 cm3 250C d(H2O)=0,997 g/cm3 X = 997,0g

23. EXEMPLO IV Quantas moléculas de água estão presentes em de um litro dessa substância? Fórmula da água: H2O 1 litro = 1.000 cm3 18,016g6,022 x 1023moléculas M(H2O)=18,016 g/mol 997,0gX 250C d(H2O)=0,997 g/cm3 X = 3,333 x 1025moléculas (55,34 mol)