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Definição de massa atômica

Nesta aula você aprenderá a definição de unidade de massa atômica e a diferença entre número de massa e massa atômica. Observe o exemplo.

Mol e número de avogrado

Conceito de massa molar

O que é volume molar

Questões sobre o número de moléculas

Questões sobre transformações numéricas

Relações numéricas

Unidade de massa atômica

A unidade de massa atômica é uma unidade de medida de massa utilizada para expressar a massa de partículas atômicas. Ela é definida como 1/12 da massa de um átomo de carbono-12 em seu estado fundamental.

Massa atômica

A massa atômica de um elemento é a média da sua massa e ocorrência dos seus isótopos na natureza. A massa atômica do átomo é expressa em u ou uma.



A = massa do isótopo
P = % de ocorrência do Isótopo
P1 + P2 + … + Pn = 100%

Ex.:
B​10​​ ocorrência 20%
B​11​​ ocorrência 80%

MA = (10 × 20 + 11 × 80) / 100%
MA = 10,8u

Número de massa

O número de massa de um elemento é dado pelo somatório da quantidade de prótons ou número atômico, com os de nêutrons existentes no núcleo.

A = p + n ou A = Z + n

Massa molecular

A massa molecular corresponde à soma das massas atômicas dos elementos que compõem uma determinada substância.
Massa molecular = ΣMA

Ex.: Dadas as massas atômicas: Ca = 40u, H = 1u, S = 32u, O = 16, C = 12u.
H​2​​SO​4​​ = 2 + 32 + 64 = 98u
CaCO​3​​ = 40 + 12 + 48 = 100u

Número de avogadro

O número de Avogadro é a quantidade de entidades elementares (átomos, elétrons, íons, moléculas) presentes em 1 mol de qualquer substância.
1 mol = 6,02 x 10^23​​ unidades elementares

Ex.:
1 mol de H​2​​SO​4​​ possui 6.02 x 10^23​​ moléculas
1 mol de Fe possui 6.02 x 10^23​​ átomos

Massa molar

É a massa em gramas presente em 6,02 x 10^​23​​ unidades elementares de determinada espécie, ou seja, a massa presente em 1 mol de qualquer substância. Numericamente as massas atômica e molar são iguais.

Ex.:
1 mol O​2​​ = 6,02 x 10^23​​ moléculas de O​2​​ = 32g de massa molar
1 mol H​2​​SO​4​​ = 6,02 x 10^23​​ moléculas de H​2​​SO​4​​ = 98g de massa molar
1 mol Fe = 6,02 x 10^23 átomos de Fe = 56g de massa molar

Volume molar

O volume molar é o volume ocupado por 1 mol de qualquer gás, esse volumo pode se alterar com a variação da pressão e da temperatura, em módulos posteriores aprofundaremos o cálculo do volume de gases onde há essa variação na pressão e na temperatura.

Volume molar nas CNTP

1 mol = 22,4 litros

CNTP = Condições normais de temperatura e pressão, Em que a pressão é igual a 1 atm e a temperatura é de 273 K (0ºC).

Para provarmos que 1 mol de qualquer gás nas CNTP ocupa o volume de 22,4L, podemos jogar tais valores na equação de Clapeyron.

P . V = n . R . T

Onde:
P = pressão (atm)
V = volume (litros)
n = número de mol
R = constante dos gases (valor = 0,082 L.atm / mol.k​​)
T = temperatura (Kelvin)

Para gases nas CNTP:

P . V = n . R . T
1 . V = 1 . 0,082 . 273
V = 22,4L

Importante!
CATP = Condições Ambientais de Temperatura e Pressão, em que a pressão também é de 1 atm, mas a temperatura é de 298 K (25 ºC), o volume molar passa a ser 25 L, ou seja, 1 mol = 25 litros.

P . V = n . R . T
1 . V = 1 . 0,082 . 298
V = 25L

Ex.:
Nas CNTP:
1 mol O_2O​2​​ = 22,4L
2 mol O_2O​2​​ = 44,8L
½ mol N_2N​2​​ = 11,2L

Volume molar fora das CNTP

Para calcular os volumes molares fora das CNTP, utilizamos a equação de Clapeyron.

P . V = n . R . T

Onde:
P = pressão (atm)
V = volume (litros)
n = número de mol
R = constante dos gases (valor = 0,082 L . atm/mol. K​​)
T = temperatura (Kelvin)

Ex.:
Qual o volume ocupado por 1 mol de O​2​​ a 2 atm e 100k.
P . V = n . R . T
2 . V = 1 . 0,082 . 100
V = 16,4L de O2