Todo aluno que estudou cuidadosamente a tabela periódica, provavelmente percebeu que, além do número de um elemento químico, ela contém informações sobre o peso de seu átomo. Neste artigo, veremos o que é a massa molar e onde ela é usada.
O que é uma toupeira?
Antes de responder a pergunta "qual é a massa molar", é necessário entender uma quantidade tão importante em química como o mol.
No século 19, Amedeo Avogadro, estudando cuidadosamente a lei de Gay-Lussac para gases ideais em um processo isocórico, chegou à conclusão de que volumes iguais de substâncias diferentes sob condições idênticas (temperatura e pressão) contêm um número igual de átomos ou moléculas. As ideias de Avogadro contradiziam as teorias da época sobre a estrutura química e o comportamento das substâncias gasosas, de modo que foram aceitas apenas meio século depois.
No início do século 20, com o auxílio de tecnologias mais modernas, era possível determinar o número de moléculas de hidrogênio em 2 gramas desse gás. Essa quantidade é chamada"mol". O próprio termo foi introduzido por Wilhelm Ostwald, do latim que se traduz como "heap", "cluster".
Em 1971, o mol se tornou uma das 7 unidades básicas de medida do sistema SI. Atualmente, 1 mol é entendido como o número de átomos de silício contidos em uma esfera ideal com massa de 0,028085 kg. O próprio número de partículas correspondente a 1 mol é chamado de número de Avogadro. É aproximadamente 6,021023.
O que é massa molar?
Agora podemos voltar ao tópico do artigo. Mole e massa molar são duas quantidades inter-relacionadas. O segundo é o peso de um mol de qualquer substância. Obviamente, o tipo de elemento químico ou a composição da molécula de um determinado gás determina diretamente a massa molar. De acordo com esta definição, a seguinte expressão pode ser escrita:
M=ma NA.
Onde ma é a massa de um átomo, NA é o número de Avogadro. Ou seja, para obter o valor de M, é necessário multiplicar o peso de uma partícula (molécula, átomo, aglomerado atômico) pelo número de Avogadro.
Como observado na introdução do artigo, cada elemento da tabela periódica contém informações sobre sua massa atômica. É o peso em gramas por mol. Obviamente, para obter a massa molar em kg/mol, o valor tabular deve ser dividido por 1000. Por exemplo, para o nióbio no número 41, vemos o número 92,9, ou seja, 1 mol de seus átomos tem um peso de 92,9 gramas.
Onde M é usado em química?
Sabendo agorao que é massa molar, considere onde ela é usada em química.
O conceito de quantidade de substância e peso molar desempenha um papel importante na preparação de reações químicas, pois elas ocorrem apenas com uma proporção estrita de reagentes. Por exemplo, a reação da combustão do hidrogênio com a formação de uma molécula de água é mostrada abaixo:
2H2+ O2=2H2O.
Pode-se ver que 2 mols de hidrogênio, que têm uma massa de 4 gramas, reagem sem resíduo com 1 mol de oxigênio pesando 32 gramas. Como resultado, são formados 2 mols de moléculas de água, com um indicador de 36 gramas. A partir dessas figuras fica claro que no processo de transformações químicas a massa é conservada. Na realidade, o peso dos reagentes e produtos de conversão é ligeiramente diferente. Esta pequena diferença é devido ao efeito térmico da reação. A diferença de massa pode ser calculada usando a fórmula de Einstein para relacionar peso e energia.
Em química, o conceito de massa molar também está intimamente relacionado com a concentração de mesmo nome. Normalmente, os sólidos solúveis em líquidos são caracterizados pelo número de mols em um litro, ou seja, a concentração molar.
É importante entender que o valor em consideração é constante apenas para um determinado elemento químico ou composto específico, por exemplo, para H2é 2 g/mol, e para O 3 - 48 g/mol. Se seu valor para um composto for maior do que para outro, isso significa que a própria partícula elementar da primeira substância tem uma massa maior que a segunda.
Gases e seu volume molar
A massa molar também está relacionada à física idealgases. Em particular, é usado para determinar o volume de um sistema de gás sob condições externas específicas, se a quantidade da substância for conhecida.
Os gases ideais são descritos pela equação de Clapeyron-Mendeleev, que se parece com:
PV=nRT.
Aqui n é a quantidade de substância que está relacionada com a massa molar da seguinte forma:
n=m / M.
O volume de um gás pode ser determinado se seu m, temperatura T e pressão P forem conhecidos, usando a seguinte fórmula:
V=mRT / (MP).
Um volume molar é aquele que, a 0 oC e à pressão de uma atmosfera, ocupa 1 mol de qualquer gás. A partir da fórmula acima, você pode calcular esse valor, são 22,4 litros.
