Se quisermos saber quantas moléculas há num cilindro de gás hidrogênio, como procedemos? Como pesar o átomo?

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1 Se quisermos saber quantas moléculas há num cilindro de gás hidrogênio, como procedemos? Como pesar o átomo?

2 Átomos x Maçãs: Perspectiva Zoom: 100 milhões

3 Massa atômica Medidas de massa no Sistema Internacional de unidades (SI): Quilograma (Kg) 1 Kg = 1000 g Massa átomo? Unidade?

4 Massa atômica

5 Massa atômica Unidade de massa atômica (u) 1/12 do 12 C Átomo de 12 C Unidade de massa atômica (u.m.a; 1 u): massa de 1/12 do átomo de carbono com número de massa igual a 12 ( 12 C).

6 Espectrometria de massa du/research/facilities/mass-spec.html Mass Spectrometry: Department of Chemistry and Biochemistry University of California, Santa Cruz

7 u é microscópico. Trabalhamos com quantidades em gramas. Como saber então quantas moléculas estão presentes em uma massa?

8 Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) (Experimentos com gases, cristais, u = 1g fenômenos radioativos e processos de galvanoplastia) Assim: 18 u = massa de 1 molécula de H 2 O 18 g = massa de (1 mol) moléculas de H 2 O Demonstração: 18 g = u = u 18 g = 1 mol. massa da molécula de H 2 O 18 g/mol = 18 u u = g / mol

9 Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) u = 1g 1 g = 1 mol. u 1 g / 1 mol = u u = g / mol Em uma massa em gramas numericamente igual à massa atômica, para qualquer elemento, existem 6, átomos. Em uma massa em gramas numericamente igual à massa molecular (MM), para qualquer substância molecular, existem 6, moléculas.

10 MOL 1 mol de moléculas = 6, moléculas 1 mol de átomos = 6, átomos 1 mol de elétrons = 6, elétrons 1 mol de íons = 6, íons 1 mol de... 6, mol -1 6, mol -1 Número de Avogadro Amedeo Avogadro ( )

11 Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Hg MA = 201 u C 12 H 22 O 11 MM = 342 u H 2 O MM = 18 u 201 g = massa de átomos de Hg 201 u = 201 g / mol 342 g = massa de moléculas de C 12 H 22 O 11 (sacarose) 342 u = 342 g / mol 18 g = massa de moléculas de H 2 O 18 u = 18 g / mol u = g / mol

12 NaCl MM = 58,44 u 58,44 g = massa de espécies NaCl 58,44 u = 58,44 g/mol

13 Como foi estabelecida a massa atômica dos elementos químicos da tabela periódica?

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15 Tabela: Massa atômica dos vinte elementos químicos que são encontrados na natureza sob a forma de um único tipo de átomo Átomo Massa atômica (u) Átomo Massa atômica (u) Be F Na Al P 45 21Sc Mn Co As Y 93 9, Nb 92, , Rh 102, , I 126, , Cs 132, , Pr 140, , Tb 158, , Ho 164, , Tm 168, , Au 196, , Bi 208, Peruzzo, F. M.; Canto, E. L. do Química na ab bordagem do cotidiano. 4. ed. São Paulo: Moderna, V.1

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17 Massa atômica dos elementos químicos (Exceto os 20 citados!) Média ponderada da massa dos isótopos Átomo Abundância Massa atômica (u) 5B B MA(B)=? 19,9% 10, ,1% 11, ,9 10,0 u + 80,1 11,0 u MA (B) = = 10,8 100 u

18 Massa atômica dos elementos químicos (Exceto os 20 citados!) Média ponderada da massa dos isótopos Ex. 1) (UFRRJ) Um elemento M apresenta os isótopos 79 M e 81 M. Sabendo que a massa atômica do elemento M é 79,90 u, determine os percentuais de cada isótopo do elemento M. Respostas: x = 55% de 79 M e y = 45% de 81 M.

19 Ex. 1) (UFRRJ) Um elemento M apresenta os isótopos 79 M e 81 M. Sabendo que a massa atômica do elemento M é 79,90 u, determine os percentuais de cada isótopo do elemento M. MA(M )= 79,90 u Átomo Abundância Massa atômica (u) 79 M 81 M x 79 (100 x) 81 79x x 79,90 = = 79x x 2x = 110 x = 55%

20 Ex. 1) (UFRRJ) Um elemento M apresenta os isótopos 79 M e 81 M. Sabendo que a massa atômica do elemento M é 79,90 u, determine os percentuais de cada isótopo do elemento M. MA(M )= 79,90 u Átomo Abundância Massa atômica (u) 79 M 81 M 55 % % 81 79x x 79,90 = = 79x x 2x = 110 x = 55%

21 Ex. 2) Determine a abundância relativa de cada isótopo (porcentagem isotópica) do elemento gálio, cuja massa atômica é de 69,7 u. Os isótopos naturais desse elemento são, respectivamente, 69 Ga e 71 Ga. Respostas: x = 65% de 69 Ga e y = 35% de 71 Ga.

22 Ex. 2) Determine a abundância relativa de cada isótopo (porcentagem isotópica) do elemento gálio, cuja massa atômica é de 69,7 u. Os isótopos naturais desse elemento são, respectivamente, 69 Ga e 71 Ga. Átomo Abundância Massa atômica (u) 69 Ga 65 % % Ga 69x + 69,7 = = 69x x - x 2x =130 x = 65% y = 35%

23 H 2 O Massa molecular CO 2 O 2 H 2 SO 4 Massa de íons Na + Cl - NO 3 2 SO PO 4 3 Massa de compostos iônicos NaCl CaCO 3 AgNO 3

24 H 2 O Massa molecular CO 2 O 2 H 2 SO 4 Massa de íons Na + Cl - NO 3 2 SO PO 4 3 Massa de compostos iônicos NaCl CaCO 3 AgNO 3 O cálculo da massa molar é o mesmo em todos os casos!

25 Relação entre u (microscópico) e g (macroscópico) Fórmula química H 2 O consiste em 2 H e 1 O Nível atômico 1 molécula 2 átomos de H 1 átomo de O (18u) 2. (1 u) 1. (16 u) x x x Amostra em ( ) escala de moléculas de H 2 O átomos de H átomos de O Laboratório (gramas) 1 mol de 2 mol de 1 mol de moléculas de H 2 O átomos de H átomos de O 18 g de H 2 O 2 g de H 16 g de O

26 1) (Furg RS) Qual a quantidade de matéria em átomos de hidrogênio que está presente em um mol do composto benzoato de amônio (NH 4 C 7 H 5 O 2 )? a) 4 mol b) 5 mol c) 9 mol d) 5, mol e) 11 mol Exercícios uct/ammonium-benzoate/ Usos: Produtos para limpeza e mobiliário Tintas e revestimentos Produtos de cuidado pessoal Produtos de tratamento de água nium_benzoate#section=use-and-manufacturing

27 1) (Furg RS) Qual a quantidade de matéria em átomos de hidrogênio que está presente em um mol do composto benzoato de amônio (NH 4 C 7 H 5 O 2 )? a) 4 mol b) 5 mol c) 9 mol d) 5, mol e) 11 mol Exercícios uct/ammonium-benzoate/ Usos: Produtos para limpeza e mobiliário Tintas e revestimentos Produtos de cuidado pessoal Produtos de tratamento de água nium_benzoate#section=use-and-manufacturing

28 Exercícios 2) Quantos átomos de alumínio há em uma panela que contém 810 g desse metal? Dado: Massa Atômica (Al) = 27 u.

29 Exercícios 2) Quantos átomos de alumínio há em uma panela que contém 810 g desse metal? Dado: Massa Atômica (Al) = 27 u. Massa Átomos 27 g mol átomos 810 g x x = átomos x = 1, átomos de alumínio

30 3) O acetileno, C 2 H 2, é um gás usado como combustível em maçaricos para soldar metal. Um serralheiro comprou um bujão de acetileno, no qual há 13 kg dessa substância. a) Qual é a massa molar do acetileno? b) Quantas moléculas do gás o serralheiro comprou?

31 3) O acetileno, C 2 H 2, é um gás usado como combustível em maçaricos para soldar metal. Um serralheiro comprou um bujão de acetileno, no qual há 13 kg dessa substância. a) Qual é a massa molar do acetileno? MM = 12 x 2 + 1,0 x 2 = 26 g/mol a) Quantas moléculas do gás o serralheiro comprou? Massa Moléculas 26 g mol moléculas g x 26x = moléculas x = moléculas

32 Exercícios 4) a) Qual a quantidade de matéria de água está presente numa colher de chá contendo 5 ml de água? Dado: Densidade da água: 1g/mL aproximadamente. b)quantas moléculas de água há nessa quantidade?

33 4) Colher de chá V = 5 ml de água d(água) = 1 g/ml a) n =? b) moléculas =? a) n =? d = 1 g/ml d = m / V 1 g/ml = m / 5 ml m = 5 g Massa 18 g mol 5 g n n = 0, Mol n = 0,3 mol Mol b) moléculas =? 18 g/mol massa de 1 mol ( ) de moléculas de H 2 O Massa Mol Moléculas 18 g mol moléculas 5 g ,3 mol x x = 1, moléculas x = moléculas (aprox.)

34 Exercícios 5) Sabendo-se que a massa da água é igual a 18 u, determine a massa expressa em gramas de uma única molécula de H 2 O.

35 Exercícios 5) Sabendo-se que a massa da água é igual a 18 u, determine a massa expressa em gramas de uma única molécula de H 2 O. Massa Moléculas 18 g mol moléculas m molécula m = g 1 g = u

36 Exercícios Massa atômica e molecular 3, 5, 6, 8, 9, 11-14, 16 e 18 (p. 285 e 286) Relação massa, número de espécies e quantidade de matéria 27, 34-36,40,44 ( ) 47, 48, 49, 57, 58 e 60 (p.293 e 294) Adicionais: 61-63, 64, 65 (apenas o primeiro, quinto, o oitavo e o último compostos), 66 (apenas sulfato), 67, 71, e 79 (p. 296 e 297) Química na abordagem do cotidiano. Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. 4 ed. V.1 São Paulo: Moderna, Bons estudos!

37 Bibliografia Fig.: Átomo de 12 C e substâncias relação massa / mol. (Fig.: espectrômetro de massas) Peruzzo, F. M.; Canto, E. L. do Química na abordagem do cotidiano. 4. ed. São Paulo: Moderna, V.1 (Tabela isótopos) (Fig.: isótopos do carbono) (Fig.: tabela periódica) (Fig.: tabela periódica isótopos) Fig.: Amedeo Avogadro. (Fig.: bananas) (Fig.: panela de alumínio). (Fig.: demonstração de operário em soldagem com oxi-acetileno). (Fig.: solda de oxi-acetileno). (Fig.: cilindro de acetileno). (Fig.: Copo d água.) Fig.: Balança analítica com NaCl e colher. Fig.: Perspectiva átomos x maçãs. Fig.: Balança digital com maçãs. Fig.: Balança analógica com maçãs. Figs.: Balanças de átomos. Química na abordagem do cotidiano. Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. 4 ed. V.1 São Paulo: Moderna, 2006.

38 Check list da Química: Conhecimentos que você precisa entender deste assunto: Mol (definição, valor) Calcular massas molares. Exemplos: Massa molar [Al 2 (SO 4 ) 3 ] = 27x2 + (32+16x4)x3 = 342 g/mol. Massa molecular e massa molar. Exemplo: Massa molecular [Al 2 (SO 4 ) 3 ] = 342 ou 342 u. Massa molar [Al 2 (SO 4 ) 3 ] = 342 g/mol. Bons estudos!

39 Check list da Química: Conhecimentos que você talvez você precise relembrar para este assunto: Fórmulas químicas: entender as representação de substâncias metálicas, moleculares e iônicas. Exemplos: Al 2 (SO 4 ) 3, Al, Al(OH) 3, O 2, NH 3, etc. Nomes de ácidos, bases, sais e óxidos (Funções Inorgânicas). Bons estudos!

40 Além da Química... Conhecimentos necessários: Regra de três Transformação de unidades (de volume: L para ml ou m 3 ; de massa: em g para kg, etc.) Propriedades de potências na base 10 Para expressar os resultados finais: Regra dos algarismos significativos Notação científica Análise dimensional (das unidades) Justificativa de questões em linguagem matemática (discursiva matemática).

41 Em breve... Logo, você irá também precisar relembrar: Balanceamento de equações pelo método das tentativas. Todos os itens anteriores. Bons estudos!