Número de mol

Número de mol é a designação (ou unidade) utilizada na Química com o objetivo de tornar o trabalho numérico com partículas, massa e volume de uma determinada matéria mais próximo do mundo macroscópico.

A definição geral de número de mol refere-se à quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares (átomos, prótons, nêutrons, elétrons) quantas as contidas em 12 g do isótopo do carbono-12.

Por essa razão, o número de mol tem uma relação direta com a constante de Avogadro (6,02.10²³ entidades). Isso significa que 1 mol de uma matéria apresenta 6,02.10²³ entidades elementares dessa matéria. Exemplos:

• 1 mol de cobre: possui 6,02.10²³ átomos de cobre, tomando como referência apenas o elemento químico;

• 1 mol de cobre: possui 29.6,02.10²³ prótons, uma vez que no núcleo de cada átomo de cobre há 29 prótons, de acordo com seu número atômico;

• 1 mol de cobre: 29.6,02.10²³ elétrons, pois nas eletrosferas de cada átomo de cobre há 29 elétrons, de acordo com o número atômico;

• 1 mol de cobre: 63,5 gramas, que é a massa em gramas correspondente a 6,02. 10²³ átomos de cobre;

• 1 mol de O₂: possui 6,02.10²³ moléculas, pois trata-se de uma substância molecular simples;

• 1 mol de CO₂: possui 6,02.10²³ moléculas, pois trata-se de uma substância molecular composta;

• 1 mol de NaCl: possui 6,02.10²³ íons fórmula, pois trata-se de uma substância composta iônica;

• 1 mol de CO₂: ocupa 22,4 L, que corresponde ao espaço ocupado por 6,02.10²³ moléculas de CO₂.

Como vimos, a partir do número de mol, é possível determinar diversos dados referentes a uma matéria, independentemente do seu estado físico ou constituição. Entretanto, caso o exercício não forneça o número de mol, podemos determiná-lo de uma maneira bastante simples:

n = m
     M

Dessa forma, basta dividir a massa (m) da matéria por sua massa molar (M).

A massa molar é determinada pela multiplicação da quantidade de átomos do elemento por sua massa atômica. Em seguida, somam-se todos os resultados encontrados. A unidade dessa massa é o g/mol.

Assim, quando um exercício fornecer uma massa, número de entidades (átomos, moléculas, prótons, volume, etc.), temos a condição de determinar o número de mol, partindo sempre do pressuposto que:

1 mol -------6,02.1023 entidades elementares-----massa molar-------volume molar (22,4 L)

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• 1 - Mapa Mental - Mol

Mapa Mental - Mol

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Veja alguns exemplos de aplicação do número de mol:

1º Exemplo (FCA-PA) O número de mol existente em 160 g de hidróxido de sódio (NaOH) é: Dados: Na=23; O=16; H=1.

a) 2,0 mols

b) 3,0 mols

c) 4,0 mols

d) 5,0 mols

e) 6,0 mols

A determinação do número de mol em um exercício que fornece a massa de um determinado composto obedece aos seguintes passos:

• 1º Passo: Determinar a massa molar do NaOH.

Para isso, basta multiplicar a quantidade de átomos do elemento pela sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:

M = 1.23 + 1.16 + 1.1

M = 23 + 16 + 1

M = 40 g/mol

• 2º Passo: Determinar o número de mol.

Como o exercício forneceu a massa utilizada (160 g), e calculamos a massa molar, basta utilizar esses valores na expressão:

n = m
      M

n = 160
      40

n = 4 mol de NaOH

2º Exemplo (Mauá-SP) De um cilindro contendo 640 mg de gás metano (CH₄), foram retiradas 12,04 . 10²⁰ moléculas. Quantos mols de metano restaram no cilindro? Dados: C=12; H=1; Avogadro = 6,0 .10²³

Para determinar o número de mol do metano restante no cilindro, devemos inicialmente converter todos os dados fornecidos para a unidade mol.

• 1º Passo: Converter o valor dado em massa para mol.

Para isso, devemos utilizar a seguinte relação:

 

1 mol -------6,02.1023 entidades elementares-----massa molar-------volume molar (22,4 L)

Porém, deve-se enfatizar os termos mol e massa:

1 mol ------16 g de CH₄

x mol--------0,640 g

16.x = 0,640

x = 0,640
        16

z = 0,04 mol de CH₄

• 2º Passo: Converter o valor dado em número de moléculas (12,04 . 10²⁰ moléculas) para mol.

Para isso, a mesma relação do passo anterior deve ser utilizada:

1 mol -------6,02.1023 entidades elementares-----massa molar-------volume molar (22,4 L)

Nesse caso, serão enfatizados os termos mol e moléculas:

1 mol -------6,02.10²³ moléculas

x mol------- 12,04 . 10²⁰ moléculas

6,02.10²³ x = 12,04 . 10²⁰

x = 12,04 . 10²⁰
      6,02.10²³

x = 2.10^-3 mol de CH₄

• 3º Passo: Encontrar o número de mol restante no cilindro.

Para isso, basta subtrair as quantidades encontradas nos dois passos anteriores:

Mol restante = 0,04 - 2.10^-3

Mol restante = 0,038 mol

3º Exemplo (PUC-RJ) A densidade do carbono na forma de diamante é de 3,51 g/cm³. Se você tem um pequeno diamante cujo volume é de 0,027 cm³, quantos moles de carbono ele contém?

a) 0,0079 moles

b) 0,095 moles

c) 10,8 moles

d) 1,14 moles

e) 0,016 moles

Para obter o número de mol em um exercício que fornece a massa de um determinado composto, deve-se realizar os seguintes passos:

• 1º Passo: Determinar a massa de carbono presente no diamante.

Para isso, basta utilizar a densidade e o volume fornecidos na expressão da densidade:

d = m
      V

3,51 =   m   
         0,027

m = 3,51.0,027

m = 0,09477g de carbono

• 2º Passo: Determinar o número de mol.

Para isso, basta utilizar os valores da massa encontrada no primeiro passo e da massa molar do carbono na expressão:

n = m
     M

n = 0,09477
         12

n = 0,00789 mol de carbono

4º Exemplo (UEPB) A mistura de etanol com iodo corresponde ao líquido avermelhado utilizado em alguns termômetros, mas também é muito usado como desinfetante. Qual a massa (g) de etanol que corresponde a 3 mol? C = 12, H = 1, O = 16

a) 138

b) 46

c) 36

d) 26

e) 32

Para determinar a massa a partir do número de mol, deve-se realizar os seguintes passos:

• 1º Passo: Determinar a massa molar do C₂H₆O (etanol).

Devemos multiplicar a quantidade de átomos do elemento pela sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:

M = 2.12 + 6.1 + 1.16

M = 24 + 6 + 16

M = 46 g/mol

• 2º Passo: Determinar o número de mol.

Como o exercício forneceu o número de mol (3 mol), e calculamos a massa molar, basta utilizar esses valores na expressão:

n = m
     M

3 = m
     46

m = 3.46

m = 138 g de C₂H₆O

5º Exemplo (FURG-RS) Considerando-se que o botijão de gás de cozinha de 13 kg seja constituído por propano, C₃H₈, pode-se afirmar que o volume correspondente do gás medido na CNTP será aproximadamente de:

a) 1300 L.

b) 5412 L.

c) 7354 L.

d) 3500 L.

e) 6618 L.

Inicialmente, devemos converter todos os dados fornecidos para a unidade mol.

• 1º Passo: Determinar a massa molar do C₃H₈.

Para fazer isso, basta multiplicar a quantidade de átomos do elemento pela sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:

M = 3.12 + 8.1

M = 36 + 8

M = 44 g/mol

• 2º Passo: Calcular o volume.

Devemos utilizar a seguinte relação:

1 mol -------6,02.1023 entidades elementares-----massa molar-------volume molar (22,4 L)

Porém, enfatizando os termos massa e volume. Assim:

44 g de C₃H₈------22,4 L

13000 g de C₃H₈--------x L

44.x = 13000.22,4

44x = 291200

x = 291200
        44

x = 6618,18 L

 

Por Me. Diogo Lopes Dias