- Como a massa molar é calculada?
- Definição
- Elementos
- Compostos
- Exemplos
- Exercícios resolvidos
- Exercício 1
- Exercício 2
- Exercício 3
- Referências
A massa molar é uma propriedade intensiva da matéria que relaciona o conceito de molar com as medições de massa. Sendo mais conciso, é a quantidade de massa correspondente a um mol de substância; isto é, quanto um número de Avogadro “pesa” (6.022 · 10 23) de partículas dadas.
Um mol de qualquer substância conterá o mesmo número de partículas (íons, moléculas, átomos, etc.); entretanto, sua massa irá variar porque suas dimensões moleculares são definidas pelo número de átomos e os isótopos que compõem sua estrutura. Quanto maior a massa do átomo ou molécula, maior será sua massa molar.
A diferença entre as massas molares de várias substâncias pode ser superficialmente notada pela quantidade aparente de sua amostra. Fonte: Gabriel Bolívar.
Por exemplo, suponha que exatamente um mol é coletado para cinco compostos diferentes (imagem superior). Usando uma balança, a massa de cada cluster, expressa abaixo, foi medida. Essa massa corresponde à massa molar. De todos eles, o composto roxo tem as partículas mais leves, enquanto o composto azul escuro tem as partículas mais pesadas.
Observe que uma tendência generalizada e exagerada é mostrada: quanto maior a massa molar, menor a quantidade de amostra que deve ser colocada na balança. No entanto, este volume de matéria também é altamente dependente do estado de agregação de cada composto e de sua densidade.
Como a massa molar é calculada?
Definição
A massa molar pode ser calculada com base em sua definição: quantidade de massa por mol de substância:
M = gramas de substância / mole de substância
Na verdade, g / mol é a unidade em que a massa molar é geralmente expressa, junto com kg / mol. Assim, se soubermos quantos moles temos de um composto ou elemento e o pesarmos, chegaremos diretamente à sua massa molar aplicando uma divisão simples.
Elementos
A massa molar não se aplica apenas a compostos, mas também a elementos. O conceito de toupeiras não discrimina de forma alguma. Portanto, com a ajuda de uma tabela periódica, localizamos as massas atômicas relativas para um elemento de interesse e multiplicamos seu valor por 1 g / mol; esta é a constante de Avogadro, M L.
Por exemplo, a massa atômica relativa do estrôncio é 87,62. Se quisermos ter sua massa atômica, seria 87,62 amu; mas se o que estamos procurando é sua massa molar, então será 87,62 g / mol (87,62 · 1g / mol). E assim, as massas molares de todos os outros elementos são obtidas da mesma forma, sem nem mesmo ter que fazer tal multiplicação.
Compostos
A massa molar de um composto não é mais do que a soma das massas atómicas relativas dos átomos multiplicados por M L.
Por exemplo, a molécula de água, H 2 O, tem três átomos: dois de hidrogênio e um de oxigênio. As massas atômicas relativas de H e O são 1,008 e 15,999, respectivamente. Assim, adicionamos suas massas multiplicando pelo número de átomos presentes na molécula do composto:
2 H (1,008) = 2,016
1 O (15.999) = 15.999
M (H 2 O) = (2,016 + 15999) 1 g / mol = 18,015 g / mol
É uma prática bastante comum omitir M U no final:
M (H 2 O) = (2,016 + 15999) = 18,015 g / mol
A massa molar é considerada como tendo unidades de g / mol.
Exemplos
Acabou de ser mencionada uma das massas molares mais conhecidas: a da água, 18 g / mol. Quem está familiarizado com esses cálculos chega a um ponto em que consegue memorizar algumas massas molares sem ter que procurá-las ou calculá-las como foi feito acima. Algumas dessas massas molares, que servem de exemplo, são as seguintes:
-O 2: 32 g / mol
-N 2: 28 g / mol
-NH 3: 17 g / mol
-CH 4: 16 g / mol
-CO 2: 44 g / mol
-HCl: 36,5 g / mol
-H 2 SO 4: 98 g / mol
-CH 3 COOH: 60 g / mol
-Fe: 56 g / mol
Observe que os valores fornecidos são arredondados. Para propósitos mais precisos, as massas molares devem ser expressas com mais casas decimais e calculadas com as massas atômicas relativas adequadas e exatas.
Exercícios resolvidos
Exercício 1
Por métodos analíticos, estimou-se que uma solução de uma amostra contém 0,0267 moles de um analito D. Além disso, sabe-se que sua massa corresponde a 14% de uma amostra cuja massa total é de 76 gramas. Calcule a massa molar do analito putativo D.
Devemos determinar a massa de D que está dissolvida na solução. Nós procedemos:
Massa (D) = 76 g 0,14 = 10,64 g D
Ou seja, calculamos 14% dos 76 gramas da amostra, que correspondem aos gramas do analito D. Em seguida, e por fim, aplicamos a definição de massa molar, pois temos dados suficientes para calculá-la:
M (D) = 10,64 g D / 0,0267 mol D
= 398,50 g / mol
O que se traduz como: um mol (6,022 · 10 23) de moléculas Y tem uma massa igual a 398,50 gramas. Graças a este valor podemos saber quanto de Y queremos pesar na balança caso desejemos, por exemplo, preparar uma solução com concentração molar de 5 · 10 -3 M; ou seja, dissolver 0,1993 gramas de Y em um litro de solvente:
5 10 -3 (mol / L) (398,50 g / mol) = 0,1993 g Y
Exercício 2
Calcule a massa molar do ácido cítrico sabendo que sua fórmula molecular é C 6 H 8 O 7.
A mesma fórmula C 6 H 8 O 7 facilita a compreensão do cálculo, pois nos informa de uma só vez a quantidade de átomos C, H e O que estão no ácido cítrico. Portanto, repetimos a mesma etapa realizada para a água:
6 C (12,0107) = 72,0642
8 H (1.008) = 8.064
7 O (15.999) = 111.993
M (ácido cítrico) = 72,0642 + 8,064 + 111,993
= 192,1212 g / mol
Exercício 3
Calcule a massa molar do sulfato de cobre penta-hidratado, CuSO 4 · 5H 2 O.
Já sabemos que a massa molar da água é 18,015 g / mol. Isso nos ajuda a simplificar os cálculos, já que omitimos por enquanto e nos concentramos no sal anidro CuSO 4.
Temos que as massas atômicas relativas de cobre e enxofre são 63,546 e 32,065, respectivamente. Com esses dados, procedemos da mesma forma que no exercício 2:
1 Cu (63.546) = 63.546
1 S (32.065) = 32.065
4 O (15.999) = 63.996
M (CuSO 4) = 63.546 + 32.065 + 63.996
= 159,607 g / mol
Mas estamos interessados na massa molar do sal pentahidratado, não no anidro. Para fazer isso, devemos adicionar a massa de água correspondente ao resultado:
5 H 2 O = 5 · (18,015) = 90,075
M (CuSO 4 · 5H 2 O) = 159,607 + 90,075
= 249,682 g / mol
Referências
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química (8ª ed.). CENGAGE Learning.
- Wikipedia. (2020). Massa molar. Recuperado de: en.wikipedia.org
- Nissa Garcia. (2020). O que é massa molar? Definição, fórmula e exemplos. Estude. Recuperado de: study.com
- Dra. Kristy M. Bailey. (sf). Tutorial de estequiometria para
encontrar a massa molar. Recuperado de: occc.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2 de dezembro de 2019). Exemplo de problema de massa molar. Recuperado de: Thoughtco.com