Em química, a massa molar é uma grandeza física, denominada por M, definida pela massa de uma determinada substância dividida pela quantidade dessa substância, resultado assim na unidade grama por mol, que pode ser escrita como g/mol ou g.mol-1.
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“A massa molar é tida como a massa em gramas de 6,02×1023 moléculas ou átomos do elemento analisado.” (Skoog, D., 2006)
Massa molar dos elementos
A massa molar de um elemento se relaciona com a massa atômica multiplicada pela constante molar Mu = 1,0×10-3 kg/mol = 1,0 g/mol. Desse modo, para saber a massa molar de um elemento atômico, devemos procurar seu respectivo número de massa atômica na Tabela Periódica dos Elementos e acrescentar a unidade g/mol (ou g.mol-1). Alguns exemplos de massa molar de elementos:
- Hidrogênio (H): 1,0u x 1,0 g/mol = 1,0 g/mol
- Carbono (C): 12,0u x 1,0 g/mol = 12,0 g/mol
- Cobalto (Co): 59,0u x 1,0 g/mol = 59 g/mol
Quando ocorrem elementos em sua fórmula poliatômica, basta multiplicar a massa atômica do elemento pela quantidade dada pelo número de átomos na molécula:
- Gás cloro (Cl2) = 35,0u x 1,0 g/mol x 2 = 70 g/mol
- Gás oxigênio (O2) = 16,0u x 1,0 g/mol x 2 = 32 g/mol
Massa molar em compostos
A massa molar em compostos moleculares se relaciona com as massas atômicas dos elementos que constituem estes compostos como também com a quantidade de átomos que apresenta na molécula.
Gás metano (CH4) = [1x(12,0 g/mol) + 4x(1,0 g/mol)] = 16 g/mol
Etanol (C2H5OH) = [6x(1,0 g/mol)+ 2x(12,0 g/mol) + 1x(16,0 g/mol)] = 46 g/mol
Perceba que usamos os números subscritos para multiplicar com as massas atômicas relacionadas em cada átomo, por isso que na molécula do gás metano multiplicamos por 4 vezes a massa molar do Hidrogênio: a molécula de metano contém 4 átomos de Hidrogênio. O mesmo raciocínio é feito com a molécula de etanol, onde aparecem 2 átomos de Carbono e 6 de Hidrogênio, sendo assim, foi preciso multiplicar suas massas atômicas pelos respectivos números de átomos constituintes.
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Relação entre a massa molar e o número de mols
No cálculo estequiométrico é bastante comum relacionar a massa molar com o número de mols em determinada reação. Ora, sabemos que em 1 mol de entidades elementares (átomos, elétrons, nêutrons, etc.) há 6,02×1023 entidades – este é conhecido como número de Avogadro. Logo, podemos montar a seguinte relação:
- 1 mol = 6,02×1023 entidades
- 1 g/mol = 6,02×1023 entidades
Logo, podemos nos questionar: quantos átomos de hidrogênio (M = 1,0g/mol) há em 5,0 gramas?
Usando a relação anterior, temos:
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1 mol ———- 1,0g/mol (massa molar do átomo)
X ———- —5,0g
X = (5,0g)x (1 mol)/(1,0 g) = 5 mols de Hidrogênio
1 mol ——– 6,02×1023 átomos
5 mols ——– Y
Y = (5 mols)x 6,02×1023 átomos)/(1 mol) = 30,10×1023 átomos de Hidrogênio em 5 gramas
Unidade de massa atômica e o mol
A unidade de massa atômica está baseada numa escala relativa referenciada pelo isótopo de carbono 12C, com massa de 12 u.m.a. Dessa forma, a massa molar do carbono é tida como a massa em gramas de 6,02×1023 átomos do isótopo, ou seja, exatamente 12g. Logo, podemos concluir que a massa molar de qualquer outro elemento é a massa em gramas de 6,02×1023 átomos do elemento, que é numericamente igual à massa atômica em u.m.a.
Referências
SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J., Fundamentos de Química Analítica. Thomsom Learning, 2006.
Por Douglas Benício
Graduado em Química - Licenciatura (UEM)
Benício, Douglas. Massa molar. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/quimica/massa-molar. Acesso em: 18 de April de 2024.
1. [ENEM/2013] O brasileiro consome em média 500 miligramas de Cálcio por dia, quando a quantidade recomendada é o dobro. Uma alimentação balanceada é a melhor decisão para evitar problemas no futuro, como a osteoporose, uma doença que atinge os ossos. Ela se caracteriza pela diminuição substancial de massa óssea, tornando os ossos frágeis e mais suscetíveis a fraturas. (Disponível em www.anvisa.gov. Acesso em 1 ago. 2012 – adaptado).
Considerando-se o valor de 6,0×1023 mol-1 para a constante de Avogadro e a massa molar do Cálcio igual a 40 g/mol, qual a quantidade mínima diária de átomos de Cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades?
a) 7,5×1021
b) 1,5×1022
c) 7,5×1023
d) 1,5×1025
e) 4,8×1025
2. [UFMG] Muitas espécies de animais têm órgãos olfativos de notável sensibilidade. Por exemplo, certo tipo de salmão é capaz de perceber a presença, na água, de 2-feniletanol (C6H5CH2CH2OH) em concentração tão baixa quanto 3,66g em 100 trilhões, 1,0×1014, de litros de água. Considerando-se a constante de Avogadro igual a 6,0×1023, indique a alternativa que apresenta, aproximadamente, o número de moléculas de 2-feniletanol por litro de água. (Dados: H=1, C=12, O=16).
a) 3,0×10-16
b) 3,7×10-14
c) 1,8×108
d) 1,8×1022
e) 2,2×1024
1. [B]
Para resolver este tipo de exercício primeiro tabulamos os dados do enunciado:
– Massa molar do Cálcio = 40g/mol
– 1 mol contém 6,0×1023 átomos
– Quantidade diária recomendada de Cálcio = 1000 miligramas = 1 grama
Em seguida, podemos fazer a seguinte relação:
1 mol ——– 40 gramas de Cálcio
x ——- 1 grama
x = 0,025 mol
1 mol —————– 6,0×1023 átomos
0,025 mol ———– y
y = 1,5×1022 átomos de Cálcio
2. [C]
Tabulando os dados, temos:
– Massa molar = 122g/mol
– Número de Avogadro = 6,0×1023
– Massa = 3,66g
– Volume = 1,0×1014 litros
O exercício pede a quantidade de moléculas por litro de água. A partir dos dados de massa e volume, podemos encontra a concentração em gramas por litro:
C = 3,66g/(1,0x1014 ) = 3,66×10-14 g/L
Como sabemos que em 1 litro há 3,66×10-14 gramas de 2-feniletanol, agora resta saber a quantidade de moléculas em 1 litro de água. Sabemos também que a massa molar do composto é equivalente em 1 mol, logo:
122g/mol ———— 6,02×1023 moléculas
3,66×10-14g ——— x
x = 1,8×108 moléculas de 2-feniletanol