Considere a reação:
\mathrm{Mg}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{MgO}
a) Qual é a massa molar do óxido de magnésio (\mathrm{MgO})(\mathrm{MgO})(\mathrm{MgO}) ?
b) Quantos mols existem em 80 g de MgOMgOMgO ?
c) Quantas moléculas/fórmulas unitárias existem nessa quantidade de MgOMgOMgO ?

Passo 1

O enunciado pede três coisas:
  • (a) calcular a massa molar do óxido de magnésio;
  • (b) determinar quantos mols há em 80\\ \text{g} de \mathrm{MgO};
  • (c) determinar quantas moléculas / fórmulas unitárias correspondem a essa quantidade de \mathrm{MgO}.
Informações relevantes que usarei (valores retirados e arredondados da tabela periódica para facilitar as contas à mão):
  • Massa atômica do magnésio: M(\mathrm{Mg}) = 24{,}3\\ \text{g/mol}.
  • Massa atômica do oxigênio (por átomo): M(\mathrm{O}) = 16{,}0\\ \text{g/mol}.
  • Massa da amostra: m(\mathrm{MgO}) = 80\\ \text{g}.
  • Constante de Avogadro: N_A = 6{,}022\times10^{23}\\ \text{mol}^{-1}.

Passo 2

O que é massa molar e como calcular para \mathrm{MgO}.
Breve aula: a massa molar de uma substância é a massa (em gramas) de uma mol dessa substância. Para um composto, a massa molar é a soma das massas atômicas dos átomos que aparecem na fórmula, cada uma multiplicada pelo seu índice estequiométrico. Na fórmula \mathrm{MgO} há 1 átomo de Mg e 1 átomo de O, então
M(\mathrm{MgO}) = M(\mathrm{Mg}) + M(\mathrm{O}).
Substituindo os valores escolhidos:
M(\mathrm{MgO}) = 24{,}3 + 16{,}0.
Agora somamos: 24{,}3 + 16{,}0 = 40{,}3. Portanto a massa molar do \mathrm{MgO} é \;40{,}3\\ \text{g/mol}.

Passo 3

Como calcular o número de mols a partir da massa dada.
Breve aula: a relação fundamental é
n = \frac{m}{M},
onde n é o número de mols, m é a massa em gramas e M é a massa molar em \text{g/mol}.
Aplicando ao caso:
n = \frac{80}{40{,}3}.
Vamos fazer essa divisão de forma que dê para acompanhar à mão. Note que 40{,}3\times 2 = 80{,}6, então 80/40{,}3 será um pouco menor que 2. A diferença é
2 - \frac{80}{40{,}3} = \frac{80{,}6-80}{40{,}3} = \frac{0{,}6}{40{,}3}\approx 0{,}0149.
Logo
\frac{80}{40{,}3}\approx 2 - 0{,}0149 = 1{,}9851\approx 1{,}99\\ \text{mol}.
Arredondando de forma prática para duas casas decimais (bom para cálculo de provas sem calculadora): n \approx 1{,}99\\ \text{mol}.

Passo 4

Transformar mols em número de moléculas (fórmulas unitárias).
Breve aula: por definição, 1 mol contém N_A = 6{,}022\times10^{23} entidades (átomos, moléculas, fórmulas unitárias, etc.). Para transformar mols em número de entidades usamos
N = n \cdot N_A.
Substituindo n \approx 1{,}9851 (valor mais preciso usado antes) e N_A = 6{,}022\times10^{23}:
N \approx 1{,}9851 \times 6{,}022\times10^{23}.
Multiplicando as partes decimais (feita à mão com aproximação):
1{,}9851 \times 6{,}022 \approx 11{,}96,
portanto
N \approx 11{,}96\times10^{23} = 1{,}196\times10^{24}.
Arredondando para três algarismos significativos (prático em provas): N \approx 1{,}20\times10^{24} fórmulas unitárias de \mathrm{MgO}.

Passo 5

Resumo interpretativo e checagem rápida de ordem de grandeza.
  • Molaridade encontrada M(\mathrm{MgO})=40{,}3\\ \text{g/mol} é coerente (entre 40 e 41 g/mol), checagem ok.
  • Quantidade de mols 1{,}99\\ \text{mol} está ligeiramente abaixo de 2 porque 2 mols seriam 80{,}6\\ \text{g}; como temos 80\\ \text{g}, faz sentido ser um pouco menos.
  • Número de fórmulas unitárias \sim 1{,}2\times10^{24} está na ordem certa (alguns 10^{24} para cerca de 2 mols), então é consistente.

Resposta

(a) 40{,}3\\ \text{g/mol}
(b) 1{,}99\\ \text{mol}
(c) 1{,}20\times10^{24}\\ \text{fórmulas unitárias}óá

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