Massa molar: como é calculada, exemplos e exercícios resolvidos - Ciência - 2023

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Massa molar: como é calculada, exemplos e exercícios resolvidos - Ciência
Massa molar: como é calculada, exemplos e exercícios resolvidos - Ciência

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o massa molar é uma propriedade intensiva da matéria que relaciona o conceito de uma toupeira às medições de massa. Sendo mais conciso, é a quantidade de massa correspondente a um mol de substância; isto é, quanto "pesa" um número de Avogadro, (6,022 · 1023) de determinadas partículas.

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.

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 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.

Elements

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 de um elemento de interesse e multiplicamos seu valor por 1 g / mol; isto é, constante de Avogadro, MOU.


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 a referida multiplicação.

Compostos

A massa molar de um composto nada mais é do que a soma das massas atômicas relativas de seus átomos multiplicada por MOU.

Por exemplo, a molécula de água, H2Ou 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(H2O) = (2.016 + 15.999) 1g / mol = 18.015 g / mol

É uma prática bastante comum omitir MOU ao final:


M(H2O) = (2.016 + 15.999) = 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:

-OU2: 32 g / mol

-N2: 28 g / mol

-NH3: 17 g / mol

-CH4: 16 g / mol

-CO2: 44 g / mol

-HCl: 36,5 g / mol

-H2SW4: 98 g / mol

-CH3COOH: 60 g / mol

-Fe: 56 g / mol

Observe que os valores fornecidos são arredondados. Para fins 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 (6.0221023) 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 C6H8OU7.

A mesma fórmula C6H8OU7 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 pentahidratado, CuSO45h2OU.

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 focamos no sal anidro CuSO4.

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(CuSO4) = 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 h2O = 5 (18.015) = 90.075

M(CuSO45h2O) = 159,607 + 90,075

= 249,682 g / mol

Referências

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
  2. Wikipedia. (2020). Massa molar. Recuperado de: en.wikipedia.org
  3. Nissa Garcia. (2020). O que é massa molar? Definição, fórmula e exemplos. Estude. Recuperado de: study.com
  4. Dra. Kristy M. Bailey. (s.f.). Tutorial de estequiometria
    Encontrando Massa Molar. Recuperado de: occc.edu
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2 de dezembro de 2019). Exemplo de problema de massa molar. Recuperado de: Thoughtco.com