Qual das amostras nos pares a seguir contém o maior número de mols de átomos?
(a) 25 g de carbono ou 35 g de silício;
(b)
de ouro ou
de Hg ;
(c)
átomos de Au ou
átomos de Hg .
(a) 25 g de carbono ou 35 g de silício;
(b)
(c)
Passo 1
O enunciado pede que, em cada par, indiquemos qual amostra contém o maior número de mols de átomos. Dados fornecidos:
- (a) amostra 1:
de carbono; amostra 2: de silício. - (b) amostra 1:
de ouro ( ); amostra 2: de mercúrio ( ). - (c) amostra 1:
átomos de ; amostra 2: átomos de .
Anotação: todos os números e unidades serão usados exatamente como acima durante os cálculos.
Passo 2
Conceito e fórmulas que vamos usar (aulas curtinhas, mas essenciais):
- O mol é a unidade que mede quantidade de matéria. Um mol contém o número de Avogadro de entidades (átomos, moléculas, …).
- Número de Avogadro:
- Relação entre número de átomos
e número de mols :
Aqui
é o número de mols (em mol),
é o número de átomos (sem unidades) e
é o número de Avogadro.
- Relação entre massa
e número de mols usando massa molar :
Aqui
tem unidade de gramas (
),
é a massa molar (g·mol
) e
é em mol. Explicando de forma prática: a massa molar
é “quantos gramas tem 1 mol” do elemento.
Passo 3
Resolvendo o item (a) passo a passo.
- Precisamos das massas molares aproximadas (valores médios naturais):
Expliquei por que escolhi esses valores: são os valores tabulados comuns (médias naturais) — em prova pode aparecer
e
, que dão resultados muito próximos.
- Número de mols de carbono:
Passo a passo do cálculo: divide-se 25 por 12{,}01; se estiver sem calculadora na prova, use aproximação
para obter
.
- Número de mols de silício:
- Conclusão do item (a):
é maior que . Logo, a amostra com maior número de mols é a de de carbono.
Passo 4
Resolvendo o item (b) passo a passo.
- Massas molares aproximadas:
- Número de mols de ouro:
Cálculo: dividir
por
.
- Número de mols de mercúrio:
- Conclusão do item (b):
é ligeiramente maior que . Portanto, a amostra com maior número de mols é de ouro.
Passo 5
Resolvendo o item (c) passo a passo.
- Nos foram dadas duas amostras com exatamente o mesmo número de átomos:
átomos em cada caso. Então, usando a fórmula
temos:
-
Observação conceitual importante: o tipo de átomo (Au ou Hg) não entra na fórmula quando o que nos é dado é o número de átomos. Se o número de átomos é igual, o número de mols será igual, independentemente da massa molar do elemento.
-
Conclusão do item (c): as duas amostras têm o mesmo número de mols.
Resposta
(a)
de carbono
(b) de ouro
(c) ambas as amostras têm o mesmo número de mols
(b)
(c) ambas as amostras têm o mesmo número de mols