grandezas químicas

Grandezas QuímicasGrandezas Químicas

“ Meça tudo o que for mensurável. O que não for, torne mensurável”Galileu GalileiGalileu Galilei

(1564-1642(1564-1642))


UNIDADE DE MEDIDA

Unidade de medida de uma grandeza é uma quantidade padrão dessa grandeza, estabelecida arbitrariamente, mas de forma conveniente.


Átomos isolados são entidades muito pequenas para serem vistas ou pesadas

Pode-se porém estabelecer uma relação entre as massas de átomos diferentes

Para medir a massa dos diferentes átomos, os químicos sempre Para medir a massa dos diferentes átomos, os químicos sempre procuraram procuraram um padrão convenienteum padrão conveniente..

Hidrogênio Oxigênio

Como medir a massa de um átomo


Qual seria o padrão conveniente ?Qual seria o padrão conveniente ?

1) Hidrogênio foi o primeiro a ser escolhido como padrão, atribuindo-se a sua massa atômica o valor 1. havia a suposição que o hidrogênio fosse a unidade formadora de todos os átomos.

2) Oxigênio foi considerado padrão, pois ele formava compostos com a maioria dos elementos. A sua massa atômica foi atribuído o valor 16

Os livros científicos apresentavam tabelas com diferentes Os livros científicos apresentavam tabelas com diferentes valores de massa atômica.valores de massa atômica.


Padrão atual

Atualmente, o padrão Atualmente, o padrão escolhido é o átomo de escolhido é o átomo de carbono na forma carbono na forma de de seu isótopo mais seu isótopo mais comum,comum, com número com número de massa igual a 12 de massa igual a 12 ((1212C), ao qual foi C), ao qual foi atribuída exatamente a atribuída exatamente a massa de 12 unidades massa de 12 unidades de massa atômica (u)de massa atômica (u)

1961

Uma unidade de massa atômicaUma unidade de massa atômica


Importante:

ÁtomoÁtomo

Carbono-12Carbono-12 C126

AA

ZZ

6 Prótons6 Prótons

6 Nêutrons6 Nêutrons

6 Elétrons6 Elétrons

12 Partículas nucleares

Responsáveis pela massa do átomo

12 uMassa de um próton = 1u

Massa de um nêutron = 1u

Massa atômica

Número de massa


Por que o número de massa não é exatamente igual a massa atômica ?

IsótopoIsótopo A A MMAArealreal

Al – 27 27 26,982

Cl - 35 35 34,997

Prótons Nêutrons

Núcleo

Essa perda de energia corresponde a uma perda de massa que é denominada efeito de efeito de empacotamento ou defeito empacotamento ou defeito de massa.de massa.

Quando prótons e nêutrons isolados se reúnem para formar um núcleo, há perda de energia em virtude da estabilização do sistema.


Massa de alguns átomos

ElementoElemento Massa atômicaMassa atômica Relação com o Relação com o padrãopadrão

Mg

S

Fe

24 u

32 u

56 u

1212

124 C

1212

132 C

1212

156 C


Massa atômica de um elemento químico

Elemento químico hidrogênio

1H 2H 3H

Isótopos

Massa atômica do hidrogênio = 1,008 uMassa atômica do hidrogênio = 1,008 u


A massa atômica de um elemento químico é a média ponderada das massas atômicas de todos os isótopos naturais do elemento.

Tomando como exemplo o cloro :

35 ClCl 75 %

37 ClCl 25 %

100

25.3775.35 Ma

uMa 5,35


EXERCÍCIOS DE SALA

1) (Ita) Pouco após o ano de 1800, existiam tabelas de pesos atômicos relativos. Nessas tabelas, o oxigênio tinha peso atômico igual a 100 exato. Com base nesse tipo de tabela o peso molecular relativo do SO2 seria :

a) 64 b) 232 c) 250 d) 300 e) 400


2)(Puc-Rj) O antimônio elemento conhecido desde da antiguidade, tem dois isótopos estáveis: 121 Sb (massa atômica 120,90) e 123Sb (massa atômica 122,90). Calcule abundância percentual dos dois isótopos ( massa atômica do antimônio = 121,7 u)


3) (Cesgranrio) Admite-se que os isótopos H 1, H 2, H 3, Cl 35, Cl 37, O 16, O 17, O 18 podem formar moléculas de ácido clórico (HClO3). Relativamente a essas moléculas podemos dizer que:

a) todas apresentam a mesma massa.b) suas massas podem variar de 84 a 94 u.c) suas massas podem variar de 52 a 58 u.d) todas apresentam o mesmo número de nêutrons.e) apresentam números de nêutrons que podem variar de 42 a 50.


Massa molecularMassa molecular

CC 12 u12 u

4 H4 H 4 u4 u

CHCH44 16 u16 u==

Obs. : Para substâncias não moleculares é mais adequado usar a expressão massa fórmula (Mf)

CHCH44


Amostra de Al

27 g de Al Quantos átomos?

1 átomo de Al 27 u

x átomos de Al 27 g Al

Amostra de Fe

56 g de Fe Quantos átomos?

1 átomo de Fe 56 u

y átomos de Fe 56 g Fe

x = y = N = constante


•As Massas atômicas de todos os elementos, quando expressas em gramas, contêm o mesmo número de átomos.

ElementoElemento MAMA Massa em gramasMassa em gramas

MgSFe

24 u32 u56 u

24 g32 g56 g

átomos Massa de um átomo

N átomos


• As Massas moleculares de todas as substâncias, quando expressas em gramas, contêm o mesmo número de moléculas ou fórmulas iônicas mínimas.

molécula Massa molecular Massa em gramas

H2O

H2SO4

C6H12O6

18 u98 u

180 u

18 g98 g

180 g

Moléculas Massa de uma molécula

N moléculas


Ao longo do século XX, muitos experimentos forma feitos para determinar esse valor de N, denominado posteriormente Número de AvogadroNúmero de Avogadro (constante de Avogadro), em homenagem ao cientista.

Esse número, em cada amostra analisada tem o valor 6,02 . 10 6,02 . 10 2323 unidades.


MOLMOL

6,02 . 10 6,02 . 10 23 23 partículaspartículas

Grandeza que indica uma determinada quantidade de matéria

1 mol é a quantidade1 mol é a quantidade de matéria que contémde matéria que contém


ElementoElemento Massa AtômicaMassa Atômica Massa molarMassa molar

MgSFe

24 u32 u56 u

24 g/mol32 g/mol56 g/mol

átomos Massa de um átomo Massa em gramas de 1 mol de átomos ( 6,02 .10 23)

Molécula Massa Molecular Massa molar

H2O

H2SO4

C6H12O6

18 u98 u

180 u

18 g/mol98 g/mol

180 g/mol

Moléculas Massa de uma molécula

Massa em gramas de 1 mol de moléculas ( 6,02 .10 23)


1) (Unifor) Ao tomar um cafezinho, é comum a adição de açúcar. Suponha que para adoçar uma xícara de café foram colocadas 2 colheres de açúcar contendo, por colher, 3,5g. A quantidade em mol de açúcar nesse cafezinho é, aproximadamente,

a)1 . 10-2

b) 2 . 10-2

c) 3 . 10-2

d) 4 . 10-2

e)5 . 10-2

EXERCÍCIOS DE SALA


2) (Ufal) Quando bebemos 250 g de água (aproximadamente 250 mL), admitindo ser desprezível a presença de impurezas, podemos considerar correto dizer que estamos ingerindo aproximadamente:

a)2 . 1024 átomos de oxigênio.b)4 . 1024 átomos de hidrogênio.c)2 . 1023 moléculas de água.d)25 mol de átomos.e)42 mol de átomos.


3)(Upe) A composição química do grão de milho não é constante, podendo variar de acordo com o solo onde foi cultivado. O ferro é um dos minerais encontrados em sua composição química, na proporção de 56 mg/kg de milho. Admita que uma espiga de milho tenha 125 grãos rigorosamente iguais entre si e que pesam 62,5 g. Quantos átomos de ferro uma galinha que come um grão de milho, depois de digerido, acrescenta ao seu organismo aproximadamente?

a) 2,8 x 10-5

b) 3,0 x 1017

c) 3,0 x 1023

d) 1,5 x 1017


4) (Ime) O osso humano é constituído por uma fase mineral e uma fase orgânica, sendo a primeira correspondente a cerca de 70% da massa óssea do ser humano.Dentre os minerais conhecidos, a hidroxiapatita, Ca10(PO4)6(OH)2, é o mineral de estrutura cristalina e estequiometria mais próxima à dos nanocristais constituintes da fase mineral dos tecidos ósseos.Considere que os átomos de cálcio estão na fase mineral dos tecidos ósseos e que o esqueleto de um indivíduo corresponde a um terço do seu peso. O número de átomos de cálcio em uma pessoa de 60 kg é aproximadamente

a) 8,37 x 1024 b) 2,52 x 1025 c) 8,37 x 1025 d) 1,20 x 1026


5) (Unicamp 2001) As fronteiras entre real e imaginário vão se tornando cada vez mais sutis à medida que melhoramos nosso conhecimento e desenvolvemos nossa capacidade de abstração. Átomos e moléculas: sem enxergá-los podemos imaginá-los. Qual será o tamanho dos átomos e das moléculas? Quantos átomos ou moléculas há numa certa quantidade de matéria? Parece que essas perguntas só podem ser respondidas com o uso de aparelhos sofisticados. Porém, um experimento simples pode nos dar respostas adequadas a essas questões. Numa bandeja com água espalha-se sobre a superfície um pó muito fino que fica boiando. A seguir, no centro da bandeja adiciona-se 1,6×10-5cm3 de um ácido orgânico (densidade=0,9g/cm3), insolúvel em água. Com a adição do ácido, forma-se imediatamente um círculo de 200cm2 de área, constituído por uma única camada de moléculas de ácido, arranjadas lado a lado, conforme esquematiza a figura abaixo. Imagine que nessa camada cada molécula do ácido está de tal modo organizada que ocupa o espaço delimitado por um cubo. Considere esses dados para resolver as questões a seguir.


a) Qual o volume ocupado por uma molécula de ácido, em cm3 ?

b) Qual o número de moléculas contidas em 282g do ácido?

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