Química

Massa molar: definição, cálculo, uso e aplicações

Massa molar: definição, cálculo, uso e aplicações

Massa molar é uma propriedade física usada para descrever a massa média de um átomo ou molécula de uma substância em unidades de gramas por mol (g/mol) e é representada pela letra “M”.

Em outras palavras, a massa molar indica quantos gramas de uma substância existem em um mol dessa substância. A toupeira é uma unidade de quantidade de substância no Sistema Internacional de Unidades (SI).

Unidades de medida

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade para medir a massa molar é quilograma por mol (kg/mol). Porém, quando a massa molar é expressa em g/mol, seu valor numérico é igual ao peso molecular relativo. Por esta razão, historicamente o peso molar é geralmente expresso em gramas por mol (g/mol).

A massa molar nas fórmulas é geralmente indicada por uma letra maiúscula M.

Comparações diretas e medições das massas de átomos e moléculas são feitas usando métodos de espectrometria de massa.

Cálculo da massa molar

O cálculo da massa molar de um composto é feito somando as massas de todos os átomos de uma molécula usando as massas atômicas relativas.

Massas atômicas relativas são números que representam a massa de um átomo em relação à massa do átomo de carbono-12, que é definido como 12 unidades de massa atômica (amu).

Por exemplo, a massa atômica relativa do hidrogênio é de aproximadamente 1 u, enquanto a massa atômica relativa do oxigênio é de aproximadamente 16 u.

Moléculas complexas

Massa molar: definição, cálculo, uso e aplicaçõesPara calcular o número de massas molares de moléculas complexas, ele pode ser determinado somando as massas molares de seus elementos constituintes. Por exemplo, a massa molar da água H 2 O é

M(H2O ) = 2 M(H) + M(O) = 2,1 g/mol + 16 g/mol = 18,1 g/mol

Como calcular a massa molar passo a passo?

O cálculo da massa molar de uma substância química pode ser feito seguindo estas etapas:

  1. Identifique a fórmula química do composto químico.

  2. Determine quantos átomos de cada elemento existem na fórmula química.

  3. Multiplique o número de átomos de cada elemento pela sua massa atômica relativa.

  4. Adicione as massas de todos os átomos da fórmula para obter a massa molar.

Exemplo prático

Vejamos um exemplo concreto para calcular a massa molar da água (H₂O):

  • A fórmula química da água é H₂O, o que significa que ela contém dois átomos de hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio (O).

  • A massa atômica relativa do hidrogênio é de aproximadamente 1 u e a do oxigênio é de aproximadamente 16 u.

  • Para calcular a massa molar da água, somamos as massas dos átomos: (2 * 1 amu) + (1 * 16 amu) = 2 amu + 16 amu = 18 amu.

Portanto, a massa molar da água é 18 g/mol.

Exemplos

Abaixo está uma tabela com exemplos de algumas massas molares de diferentes substâncias:

substância

Fórmula química

Massa molar (g/mol)

Descrição

Hidrogênio

H₂

2

O hidrogênio é o elemento mais leve, com massa molar de 2 g/mol.

Oxigênio

O₂

32

O oxigênio é essencial para a respiração e tem massa molar de 32 g/mol.

Dióxido de carbono

CO₂

44

CO₂ é um gás de efeito estufa com massa molar de 44 g/mol.

Amônia

NH₃

17

A amônia é utilizada na indústria química e tem massa molar de 17 g/mol.

Metano

CH₄

16

O metano é o principal componente do gás natural e tem massa molar de 16 g/mol.

Ácido sulfúrico

H₂SO₄

98

O ácido sulfúrico é um ácido forte amplamente utilizado com massa molar de 98 g/mol.

Glicose

C₆H₁₂O₆

180

A glicose é um açúcar encontrado nos alimentos e tem massa molar de 180 g/mol.

Cloreto de Sódio (sal de cozinha)

NaCl

58,5

O cloreto de sódio é um sal de cozinha comum e tem massa molar de 58,5 g/mol.

Urânio

OU

238.03

O urânio é um elemento utilizado como combustível em reatores nucleares.

Plutônio

Pu

244

O plutônio é um elemento usado em armas nucleares e reatores nucleares.

Água pesada

D₂O

20.03

A água pesada contém deutério em vez de hidrogênio e é usada em reatores nucleares.

Urânio enriquecido

U-235

Varia

O urânio enriquecido contém uma proporção maior de U-235 e é essencial para a fissão nuclear.

Para que é usada a massa molar?

A massa molar é uma propriedade fundamental que tem diversas implicações e aplicações em química e outras disciplinas científicas.

Algumas de suas aplicações mais notáveis ​​incluem:

  • Conversão entre moles e gramas: usada para converter entre a quantidade de substância em moles e a massa em gramas de uma substância.

  • Determinação da composição de substâncias.

  • Cálculo de reações químicas: É essencial para o cálculo das quantidades de reagentes e produtos em uma reação química, permitindo a estequiometria e o planejamento de experimentos.

  • Identificação de substâncias desconhecidas: Utilizado em técnicas analíticas, como espectroscopia de massa, para identificar substâncias desconhecidas através da comparação de suas massas molares experimentais com massas molares calculadas.

  • Aplicações em termodinâmica: na termodinâmica química é utilizado para calcular propriedades como entalpia e entropia de reações químicas.

Importância da vida cotidiana

A massa molar não é importante apenas no laboratório, mas também tem aplicações na vida cotidiana. Alguns exemplos incluem:

  • Nutrição : Na indústria alimentícia é utilizado para calcular a quantidade de nutrientes dos alimentos e estabelecer recomendações diárias de consumo de nutrientes essenciais como proteínas, carboidratos e gorduras.

  • Farmacologia : Na formulação de medicamentos, é fundamental conhecer a massa molar dos componentes ativos e excipientes para garantir a dosagem adequada e eficácia do medicamento.

  • Energia : Na indústria de energia, a massa molar é utilizada na produção e utilização de combustíveis e energias renováveis, como no cálculo da densidade do combustível e na eficiência da célula de combustível.

Relação com a tabela periódica

Massa molar: definição, cálculo, uso e aplicaçõesA tabela periódica de elementos químicos é uma ferramenta inestimável para determinar as massas molares de elementos e compostos. Cada elemento da tabela periódica possui uma massa atômica relativa que é arredondada para números inteiros ou frações simples no caso de isótopos.

Para calcular a massa molar de um composto, basta somar as massas atômicas relativas dos elementos presentes, multiplicadas pelo número de átomos de cada elemento da fórmula.

Exemplo de cloreto de sódio

Um exemplo interessante é o cálculo da massa molar do cloreto de sódio (NaCl).

O sódio (Na) tem uma massa atômica relativa de cerca de 23 u, e o cloro (Cl) tem uma massa atômica relativa de cerca de 35,5 u.

Portanto, a massa molar do NaCl é a soma dessas massas atômicas: 23 amu + 35,5 amu = 58,5 amu, o que equivale a 58,5 g/mol.

Autor:
Data de Publicação: 22 de agosto de 2021
Última Revisão: 20 de setembro de 2023