O metano, \mathbf{C H}_{4}, é o principal componente do gás natural. Quantos mols de \mathrm{CH}_{4} há em 6,07 \mathrm{~g} deste composto? [Dados \left.(g): \mathrm{C}=12,0 ; \mathrm{H}=1,0\right]

Passo 1

O enunciado pergunta: “Quantos mols de \mathrm{CH_4} existem em 6,07\\ \mathrm{g} desse composto?”\n
Informações fornecidas pelo enunciado:
  • massa da amostra: m = 6,07\\ \mathrm{g};
  • massas atômicas (dados): \mathrm{C} = 12,0\\ \mathrm{g/mol} e \mathrm{H} = 1,0\\ \mathrm{g/mol};
  • fórmula do composto: \mathrm{CH_4}.

Passo 2

O que é “mol” e por que usamos isso? Um mol é uma unidade que conta partículas (átomos, moléculas) como se fosse “uma dúzia”, mas muito grande: 1 mol corresponde a 6{,}022\times 10^{23} partículas (número de Avogadro). Em química, para passar de massa (em gramas) para quantidade de substância (em mols) usamos a massa molar (também chamada de massa molecular ou peso molecular), que tem unidade \mathrm{g/mol} e diz quantos gramas corresponde a 1 mol da substância.

Passo 3

Como calcular a massa molar de \mathrm{CH_4}? A massa molar de um composto é a soma das massas atômicas de todos os átomos da fórmula, multiplicadas por suas quantidades. Para \mathrm{CH_4} temos um carbono e quatro hidrogênios, então:
M(\mathrm{CH_4}) = M(\mathrm{C}) + 4\cdot M(\mathrm{H}).
Substituindo os dados do enunciado:
M(\mathrm{CH_4}) = 12{,}0 + 4\cdot 1{,}0 = 12{,}0 + 4{,}0 = 16{,}0\\ \mathrm{g/mol}.

Passo 4

Fórmula que liga massa e número de mols: se n é o número de mols, m é a massa em gramas e M é a massa molar em \mathrm{g/mol}, então
n=\frac{m}{M}.
Aqui m = 6{,}07\\ \mathrm{g} e M = 16{,}0\\ \mathrm{g/mol}.

Passo 5

Agora fazemos a conta e explico cada passo da divisão para você conseguir reproduzir na prova:
n=\frac{6{,}07}{16{,}0}.
Podemos calcular a divisão: 6{,}07\div16{,}0=0{,}379375\\ \mathrm{mol} (essa é a forma exata da calculadora). Em provas normalmente respeitamos algarismos significativos: os dados 6{,}07 (três algarismos significativos) e 16{,}0 (três algarismos significativos) indicam que devemos apresentar o resultado com três algarismos significativos. Arredondando 0{,}379375 para três algarismos significativos obtém-se 0{,}379\\ \mathrm{mol}.

Passo 6

Checagem rápida (para ver se não deu besteira): multiplicando n pelo M devemos voltar à massa inicial:
0{,}379\\ \mathrm{mol}\times 16{,}0\\ \mathrm{g/mol}=6{,}064\\ \mathrm{g}\approx 6{,}07\\ \mathrm{g},
o que confirma que o valor faz sentido dentro do arredondamento.

Resposta

0,379\\ \mathrm{mol}

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