Qual a quantidade de matéria em mol com maior massa; 1 mol de átomos de oxigênio., 1 mol de moléculas de gás oxigênio ou 1 mol de moléculas de gás ozônio?
Passo 1
O enunciado pede que a gente compare a massa (em termos macroscópicos, ou seja, em gramas) de três quantidades iguais de matéria:
mol de cada uma das seguintes espécies químicas:
- átomos de oxigênio (átomos isolados, ou seja,
); - moléculas de gás oxigênio (moléculas diatômicas,
); - moléculas de gás ozônio (moléculas triatômicas,
).
A pergunta final é: qual dessas três amostras, cada uma com exatamentemol, apresenta a maior massa?
Passo 2
Conceito chave: o que é um mol?
Um mol é uma unidade que conta partículas (átomos, moléculas, íons etc.) exatamente como dizer “uma dúzia” conta ovos. O número de partículas em mol é o número de Avogadro, que vale aproximadamente
Um mol é uma unidade que conta partículas (átomos, moléculas, íons etc.) exatamente como dizer “uma dúzia” conta ovos. O número de partículas em
Isso significa que:
-
mol de átomos de oxigênio contém átomos de . -
mol de moléculas de contém moléculas de (cada molécula tem 2 átomos de oxigênio). -
mol de moléculas de contém moléculas de (cada molécula tem 3 átomos de oxigênio).
Importante: todas as três amostras têm o mesmo número de partículas “unidades” (cada uma tem
unidades daquilo que está sendo contado), mas as massas por unidade são diferentes — e é isso que vamos comparar.
Passo 3
Conceito chave: massa molar (ou massa por mol)
A massa molar de uma espécie (em unidades de ) é a massa de
mol dessa espécie. Para átomos e moléculas formadas por um único tipo de átomo, a massa molar é igual ao número de átomos por unidade vezes a massa atômica do elemento (em
). A massa atômica do oxigênio na tabela periódica é aproximadamente
A massa molar de uma espécie (em unidades de
Isto significa que um mol de átomos de oxigênio tem massa cerca de
.
Passo 4
Calcular a massa de cada amostra (passo a passo e bem mastigado):
- Para
mol de átomos de oxigênio ( ) — cada unidade tem átomo:
Portanto
mol de átomos de
tem massa
.
- Para
mol de moléculas de — cada molécula tem átomos de oxigênio:
Portanto
mol de
tem massa
.
- Para
mol de moléculas de — cada molécula tem átomos de oxigênio:
Portanto
mol de
tem massa
.
Observação prática para prova: basta multiplicar o número de átomos por molécula pelo valor da massa atômica do elemento (aqui
) — é rápido e dá direto a massa molar.
Passo 5
Comparação direta das massas (já calculadas):
A maior massa é a de
mol de
, porque cada molécula de ozônio traz mais átomos de oxigênio (3 átomos) do que
(2 átomos) ou o átomo isolado
(1 átomo), e como cada átomo pesa aproximadamente
, o produto final é maior.
Resposta
1 mol de moléculas de gás ozônio (
), com massa
.