O que é constante de Avogadro?

A constante de Avogadro é simplesmente a quantidade ou número de entidades ou partículas elementares (átomos, moléculas, íons, elétrons, prótons) presentes em 1 mol de qualquer matéria (aquilo que ocupa lugar no espaço e tem massa).

O químico italiano Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro (1776-1856) propôs, a partir de seus estudos, que uma amostra de um elemento ou substância, com massa em gramas numericamente igual à sua massa atômica, apresentaria sempre o mesmo número de entidades ou partículas.

Assim, para cada 1 mol do elemento nitrogênio, teríamos uma massa em gramas x, a qual estaria relacionada a um número y de átomos. Agora, se tivéssemos 1 mol de gás nitrogênio (N₂), teríamos uma massa em gramas z, relacionada a um número y de moléculas.

• 1 mol do elemento N = y átomos;

• 1 mol de átomos de N = y prótons;

• 1 mol de átomos de N = y elétrons;

• 1 mol de átomos de N = y nêutrons;

• 1 mol de N₂ = y moléculas.

Para facilitar o entendimento proposto por Avogadro, os cientistas, dispondo do desenvolvimento tecnológico, com uma técnica denominada difração de raios X, conseguiram determinar a quantidade de partículas ou entidades presentes em um mol, cujo valor é de 6,22.10²³.

Portanto, não foi Avogadro que determinou a quantidade de partículas. A constante de Avogadro foi nomeada assim em homenagem a ele. O mais relevante, porém, é que, sempre que o termo mol aparecer, o valor 6,22.10²³ deve ser utilizado, como:

• 1 mol do elemento N = 6,22.10²³ átomos;

• 1 mol de átomos de N = 6,22.10²³ prótons;

• 1 mol de átomos de N = 6,22.10²³ elétrons;

• 1 mol de átomos de N = 6,22.10²³ nêutrons;

• 1 mol de N₂ = 6,22.10²³ moléculas.

Além de ser utilizada na relação com entidades ou partículas, podemos usar a constante de Avogadro para determinar a massa e o volume de uma amostra. Acompanhe a seguir alguns exemplos de utilização da constante Avogadro.

1º Exemplo - (Ufac) Um recipiente com 180 g de água tem quantas moléculas de água? Dado: (H=1), (O=16)

a) 3,0 x 10²³

b) 6,0 x 10²⁴

c) 6,0 x 10²³

d) 3,0 x 10²⁴

e) 3,0 x 10²⁵

O exercício fornece a massa da substância e pede o número de moléculas presentes nela. Para tal, basta montar uma regra de três simples, partindo do pressuposto que 1 mol de água apresenta 18 gramas, e que nessa massa há 6,02.10²³ átomos:

Obs.: A massa molar da água é igual a 18 gramas por apresentar dois mol de átomos de hidrogênio (cada um com massa de 1 g) e 1 mol de átomo de oxigênio (com massa = 16 g).

18 g de H₂O-------- 6,02.10²³ moléculas de H₂O

180 g de H₂O------x moléculas de H₂O

18.x = 180. 6,02.10²³

18x = 1083,6.10²³

x = 1083,6.10²³
   18

x = 60,2.10²³ moléculas de H₂O

ou

x = 6,02.10²⁴ moléculas de H₂O

2º Exemplo - (Unirio-RJ) A concentração normal do hormônio adrenalina (C₉H₁₃NO₃) no plasma sanguíneo é de 6,0 . 10^-8 g/L. Quantas moléculas de adrenalina estão contidas em 1 litro de plasma?

a) 3,6 . 10¹⁶

b) 2,0 . 10¹⁴

c) 3,6 . 10¹⁷

d) 2,0 . 10¹⁴

e) 2,5 . 10¹⁸

O exercício fornece a concentração do hormônio adrenalina e pede o número de moléculas presentes em um litro de plasma. Para tal, basta montar uma regra de três simples, partindo do pressuposto que 1 mol de adrenalina apresenta 183 gramas, e que nessa massa há 6,02.10²³ moléculas:

Obs.: A massa molar da adrenalina é igual a 183 gramas por apresentar 9 mol de átomos de carbono (cada um com massa de 12 g), 13 mol de átomos de hidrogênio (cada um com massa de 1 g), 1 mol de átomos de nitrogênio (cada um com massa de 14 g) e 3 mol de átomos de oxigênio (com massa 16 g).

183 g de C₉H₁₃NO₃-------- 6,02.10²³ moléculas de C₉H₁₃NO₃

6,0 . 10^-8 g de C₉H₁₃NO₃------x moléculas de C₉H₁₃NO₃

183.x = 6,0 . 10^-8. 6,02.10²³

18x = 36,12.10^-8.10²³

x = 36,12.10²³
    183

x = 0,1973.10¹⁵ moléculas de C₉H₁₃NO₃

ou

x = 1,973.10¹⁴ moléculas de C₉H₁₃NO₃

3º Exemplo - (UFGD-MS) Em uma amostra de 1,15 g de sódio, o número de átomos existentes será igual a: Dados: Na = 23

a) 6,0 . 10²³

b) 3,0 . 10²³

c) 6,0 . 10²²

d) 3,0 . 10²²

e) 1,0 . 10²³

O exercício fornece a massa do elemento sódio e pede o número de átomos presentes nessa massa. Para tal, basta montar uma regra de três simples, partindo do pressuposto que 1 mol apresenta 23 gramas, e que nessa massa há 6,02.10²³ átomos:

23 g de Na-------- 6,02.10²³ átomos de Na

1,15 g de Na------x átomos de Na

23.x = 1,15. 6,02.10²³

23x = 6,923.10²³

x = 6,923.10²³
    23

x = 0,301.10²³ átomos de Na

ou

x = 3,01.10²² átomos de Na

4º Exemplo - (Mauá-SP) Tendo em conta os números atômicos do hidrogênio (1) e oxigênio (8), determine o número de elétrons existente em 18 g de água.

O número atômico de um átomo indica o número de elétrons que ele apresenta em suas eletrosferas. Logo, o hidrogênio e o oxigênio, juntos na molécula de água, apresentam 10 elétrons (2 elétrons referentes aos 2 hidrogênios e 8 do oxigênio).

Como os elétrons são partículas do átomo, e a constante de Avogadro pode ser utilizada para calcular esse número, para determinar o número de elétrons em 18 g de água, partimos do pressuposto que 1 mol de água apresenta 18 g (2 g referente aos hidrogênios e 16 g do oxigênio) e 6,02.10²³ moléculas. Assim:

1 mol de H₂O------18 g---------6,02.10²³ moléculas----------x elétrons

                                                      1 molécula---------10 elétrons

x.1 = 6,02.10²³.10

x = 6,02.10²⁴ elétrons

*Créditos da imagem: rook76 / Shutterstock

Por Me. Diogo Lopes Dias