O número de mol é um conceito da química utilizado para padronizar a quantidade de moléculas presentes em cada substância. Por meio dessa definição, podem ser encontrados os valores de massa, de volume e o número de partículas em um determinado recipiente.
Inclusive, o número de mol é uma entidade química tão importante que aparece, direta ou indiretamente, em todos vestibulares que cobram essa disciplina. Seja em questões de estequiometria, química orgânica, eletrólise ou outros temas, a unidade de mol estará presente. Por isso, vale a pena estudar o tema e se aprofundar nele. Então, leia este artigo e saiba mais!
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O que é número de mol?
A definição de número de mol foi construída a partir de um átomo do elemento químico Carbono. Nesse caso, foi utilizado o carbono-12, um isótopo constituído de 6 prótons, 6 nêutrons, e com 12 unidades de massa atômica.
Para criar a unidade, utilizou-se a quantidade de 12g desse átomo. A partir disso, foram quantificadas as moléculas presentes no sistema e assim ficou padronizado com o número de mol.
Conforme os experimentos admitidos, um mol corresponde a 6,02.1023 entidades químicas. Esse número é fornecido pela Constante de Avogadro e pode ser utilizado na estequiometria, principalmente para o estudo da proporção em átomos ou equações químicas.
Considere que um mol de Argônio, um dos gases nobres da tabela periódica. Conforme o que estudamos até aqui, haverão 6,02.1023 átomos do elemento. Mas, quantas partículas subatômicas são encontradas nesse sistema de Ar?
Segundo a tabela periódica dos elementos, os átomos de Ar têm 18 elétrons em sua eletrosfera. Nesse sentido, pode-se utilizar a regra de três para encontrar a quantidade de elétrons existentes neste sistema:
1 átomo — 18 elétrons
6,02.1023 átomos —- x elétrons
x.1 = 18.6,02.1023
x = 108,36.1023
O valor de Z, número atômico do argônio, também é igual a 18 prótons. Então, os cálculos seriam semelhantes e a quantidade de prótons no sistema com um mol de Ar é igual a 108,36.1023. Note que o número grande é resultado de partículas muito pequenas, que ocupam pouquíssimo espaço e, por isso, precisam de uma enorme quantia para preencher certa área.
Em relação ao número de nêutrons encontrados neste sistema de argônio, vamos entender quantas partículas neutras estão presentes em cada átomo. Para isso, basta observar a tabela periódica, que fornece o valor de massa A = 40 e de prótons p = Z = 18.
Conforme as definições químicas, o número de nêutrons N = A – Z. Assim, N = 40 -18 => N = 22. A partir disso, vamos realizar o cálculo proporcional por meio de uma regra de três simples:
1 átomo — 22 nêutrons
6,02.1023 átomos —- y nêutrons
22.6,02.1023 = y
y = 132,44 . 1023
Como é aplicado o número de mols?
O número de mol é uma unidade de medida que pode ser aplicada em diferentes contextos da química. Por exemplo, é possível quantificar:
- os átomos presentes em um recipiente, como afirmar que um vidro de laboratório possui 1 mol de cálcio representa que haverão 6,02.1023 átomos de Ca distribuídos; e
- as moléculas, quando adiciona-se um mol de água em uma solução, significa que 6,02.1023 moléculas de H2O estão sendo dissolvidas.
Observe como os dois conceitos acima são diferentes, afinal, a quantidade de átomos totais na solução química do segundo exemplo será maior do que uma unidade de mol. Vamos calcular esses valores por cálculos proporcionais!
1 molécula de água — 2 átomos de hidrogênio
1 mol de moléculas de água — z átomos de hidrogênio
1 molécula de água — 2 átomos de hidrogênio
6,02.1023 moléculas de água — z átomos de hidrogênio
z = 6,02.1023.2
z = 12,04.1023
Como cada molécula de água possui exatamente um átomo de oxigênio, podemos concluir que existem exatamente 6,02.1023 átomos do elemento O na solução observada.
Para encontrar o número total de estruturas atômicas no recipiente, podemos somar o valor dos átomos de hidrogênio e os de oxigênio: 12,04.1023+ 6,02.1023 = 18,06.1023.
Molaridade
O número de mols também é utilizado para determinar a concentração de soluções. Por exemplo, a quantidade de mols presentes em cada volume do composto observado. Nesse sentido, a molaridade representa exatamente a concentração em mols por litro.
Massa molar (MM)
A massa molar foi determinada a partir da padronização do número de mol. Esse conceito da química mensura a quantidade de massa presente em um mol do átomo ou composto. Por exemplo, é determinado que um mol do elemento Oxigênio possui 16g, então, a molécula de gás oxigênio (O2) possui 32g a cada mol encontrado.
Questões de vestibulares sobre número de mol e massa molar
(Unicid-SP) Um químico possui uma amostra de cobre (dado: 6429Cu). A massa, em gramas, dessa amostra, sabendo-se que ela é constituída por 3,01.1023 átomos, é:
a) 0,32 .1023 g
b) 0,29 .1023 g
c) 1,60 .1023 g
d) 64,00 g
e) 32,00 g
Conforme o estudo da tabela periódica, sabemos que o número que fica sobrescrito (acima) da representação do elemento químico é o número de massa. Ao mesmo tempo, o número atômico fica na porção inferior do elemento, subscrito.
Nesse sentido, a massa atômica do cobre é 64 unidades de massa, para cada mol da substância. Assim, pode-se concluir que:
1 mol de cobre —- 6,02.1023 átomos de cobre —- 64g
Para o enunciado em questão, podemos utilizar essa ideia para desenvolver uma regra de três que relacione o número de átomos com a massa massa encontrada:
6,02.1023 átomos de cobre —- 64g
3,01.1023 átomos de cobre —- x
x.6,02.1023 = 64. 3,01.1023
x.6,02 = 64. 3,01
x.2 = 64
x = 32g, conforme alternativa E.
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