Qual a definição de mol e de massa molar?
A massa molar e número de mol estão ligados entre si, já que se relacionam ao número da constante de Avogadro. Essa constante indica a quantidade de moléculas, átomos ou íons que estão presentes em um mol da espécie química, apresentando então, o valor de 6,02 x 1023.
Desse modo, um mol apresenta a quantidade de 6,02 x 1023 espécies químicas, enquanto, a massa molar indica a massa total dessas espécies.
O conceito de Massa molar
Dessa forma, a massa molar de determinada espécie química corresponde a massa contida em 1 mol dessa espécie.
Para qualquer amostra de substância, sua massa é diretamente proporcional à quantidade de matéria. Sendo assim, a massa molar tem o mesmo valor numérico da massa molecular de uma substância, mas a unidade é em g/ mol.
Por exemplo, a molécula de CO2 possui massa molecular de 44 u. Desse modo, em 1 mol dessa molécula temos 44 g.
Considerando que a constante de proporcionalidade que permite a passagem de matéria para massa molar (M) é a massa da substância (m) por unidade da quantidade de matéria (n), tem-se:
M = m/ n
Logo, para o CO2:
M = 44 g/ 1 mol
M = 44 g/ mol
De modo geral, a massa molar representa:
- Para um elemento químico: é massa de um mol de átomos desse elemento;
- Para substância molecular: é a massa de um mol de moléculas dessa substância;
- Para substância iônica: é a massa de um mol do conjunto de íons que representam a substância;
- Para substância metálica: é a massa de um mol de átomos do elemento metálico que forma a substância.
Como calcular a massa molar?
Caso não saiba a massa molar da substância em análise, há uma maneira de se descobrir esse valor matematicamente. O passo a passo para isso é apresentado a seguir:
Passo 1. Identificar quantos átomos de cada elemento químico estão presentes na molécula. No caso do dióxido de carbono, por exemplo, há 1 átomo de carbono e 2 átomos de oxigênio.
Passo 2. Consulte a tabela periódica para saber a massa atômica de cada um dos elementos.
C = 12 u
O = 16
Passo 3. Multiplique a massa dos elementos pelo número de átomos existente na substância.
Carbono = 1 x 12 = 12 u
Oxigênio = 2 x 16 = 32 u
Passo 4. Some as massas encontradas
MM = 12 u + 32 u = 44 u
A unidade de medida u pode ser substituída por g/ mol.
Qual a diferença entre massa molecular e massa molar?
Quando falamos na determinação da massa de uma molécula em específico, estamos calculando a massa molecular. De modo geral, a massa molecular é a soma da massa atômica de cada um dos átomos existentes na substância em que o resultado é apresentado em unidade de massa atômica.
Já a massa molar corresponde a massa de um mol de substância, ou seja, relaciona-se com a Constante de Avogadro e com a massa molecular.
Voltando ao caso do dióxido de carbono. Para essa molécula, temos que:
Massa molecular = 44 u
Massa molar = 44 g/ mol
Massa de um átomo de CO2 = 7, 31 x 10-23 g
O conceito de Mol
O número de mol é utilizado para determinar a quantidade de matéria em uma determinada massa, seja moléculas, átomos ou íons, um mol sempre representará 6,02 x 1023 espécies químicas.
Essa definição se relaciona com a quantidade de matéria em um sistema que apresenta tantas entidades elementares quanto os átomos contidos em 0,012 Kg de carbono-12. Isso quer dizer que, um mol de C-12 tem 12 g, enquanto um mol de água tem 18 g e por aí vai. No entanto, em ambos os casos, tem-se aproximadamente 6,02 x 1023 átomos ou moléculas.
Como se calcula o número de mol?
A expressão matemática utilizada para determinar o número de mol é utilizada frequentemente em determinações e análises experimentais, sendo uma das expressões mais relevantes da área.
Desse modo, sendo conhecida a massa de uma amostra de uma certa espécie química e a massa molar dessa espécie, pode-se determinar a quantidade em mols por meio da expressão:
n = m/ M
Lembrando que: n é a quantidade de mols (em mol), m é a massa da amostra (em g) e M é a massa molar (em g/ mol).
O número de mols também pode ser determinado por uma regra de três.
Como surgiu o número de mol?
O termo mol foi proposto pela primeira vez pelo químico Wilhelm Ostwald (1853-1932) em 1896.
No entanto, foi Amedeo Avogadro que sugeriu que o mol indicava a mesma quantidade de espécies químicas mesmo se as substâncias fossem diferentes. Esse número é chamado de Constante de Avogadro.
No século XX, o químico Frances Jean Baptiste Perrin, após diferentes estudos e com o envolvimento de diferentes cientistas, conseguiu determinar a quantidade de matéria existente em um mol, comprovando o número corresponde à Constante de Avogadro.
Qual é a massa molar da água?
A fórmula estrutural da água é H2O, ou seja, é formada por dois átomos de hidrogênio ligados quimicamente a um átomo de oxigênio.
A massa atômica do hidrogênio é 1,00784 u, enquanto do oxigênio é 15,999 u. Sendo assim, a massa molar é a soma das massas atômicas dos átomos que formam a água. Como a massa molar é proporcional à massa atômica, usa-se a unidade de medida em g/ mol.
Mágua= 2.(H) + 1(O)
Mágua= 2. 1,00784 + 1. 15,999
Mágua= ~18 g/ mol
Logo, um mol de água apresenta 18 g.
E se, uma amostra de água tivesse 37,5 g, quantos mols estão presentes?
Para a determinação do número de mols, utilizamos a expressão matemática apresentada anteriormente. Portanto:
n = m/ M
n = 37,5/ 18
n = 2,08 mols
Ou seja, nesta amostra de 37,5 g há 2,08 mols.
Esse é um simples exemplo sobre a massa molar e o número de mol e a relação existente entre ambos os conceitos.
