Usando argumentos químicos e linguagem científica adequada responda:
(a) Cada um dos seguintes casos descreve uma mudança física ou uma mudança química? (i) 0 gás hélio dentro de um balão tende a vazar após algumas horas; (ii) Um feixe de lanterna vai ficando mais fraco lentamente até se apagar; (iii) Suco de laranja congelado é reconstituído ao se adicionar água;
(iv) 0 crescimento das plantas depende da energia do sol em um processo chamado fotossíntese; (v) Uma colher de sal de cozinha se dissolve em uma tigela de sopa.
(b) 0 que é unidade de massa atômica? Por que é necessário introduzir tal unidade?
(c) Qual é a massa (em amu - “atomic mass unit” ou unidade de massa atômica) de um átomo de carbono-12? Por que a massa atômica do carbono aparece como 12,01 amu na tabela periódica? Quais informações seriam para se calcular esse valor de
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(a) Cada um dos seguintes casos descreve uma mudança física ou uma mudança química? (i) 0 gás hélio dentro de um balão tende a vazar após algumas horas; (ii) Um feixe de lanterna vai ficando mais fraco lentamente até se apagar; (iii) Suco de laranja congelado é reconstituído ao se adicionar água;
(iv) 0 crescimento das plantas depende da energia do sol em um processo chamado fotossíntese; (v) Uma colher de sal de cozinha se dissolve em uma tigela de sopa.
(b) 0 que é unidade de massa atômica? Por que é necessário introduzir tal unidade?
(c) Qual é a massa (em amu - “atomic mass unit” ou unidade de massa atômica) de um átomo de carbono-12? Por que a massa atômica do carbono aparece como 12,01 amu na tabela periódica? Quais informações seriam para se calcular esse valor de
Passo 1
O enunciado pede três coisas:
Em (a), identificar se cada situação é uma mudança física (reversível, sem formação de novas substâncias) ou química (envolve reação, mudança na identidade molecular).
Em (b), definir o que é a unidade de massa atômica (amu) e justificar sua necessidade.
Em (c), dar a massa de um átomo de carbono-
em amu, explicar por que a massa atômica do carbono na tabela periódica vale
,amu e que dados são usados para obter esse valor.
Passo 2
Para distinguir mudanças físicas de químicas, lembramos que nas mudanças físicas a substância mantém sua composição molecular, mudando apenas estado ou arranjo; nas químicas ocorre rearranjo de átomos formando novas substâncias. Assim:
(i) O gás hélio vazar de um balão é mudança física (difusão de moléculas sem reagir).
(ii) O feixe de lanterna ficar mais fraco até apagar é mudança física (bateria se esgota e a intensidade luminosa diminui, mas não há nova substância).
(iii) Reconstituir suco de laranja concentrado adicionando água é mudança física (diluição sem reação química).
(iv) Crescimento de plantas por fotossíntese é mudança química (transforma C e
O em carboidratos e
, formando novas moléculas).
(v) Dissolução de sal de cozinha na sopa é mudança física (formação de íons em solução, mas sem reação química de transformação em nova substância).
(i) O gás hélio vazar de um balão é mudança física (difusão de moléculas sem reagir).
(ii) O feixe de lanterna ficar mais fraco até apagar é mudança física (bateria se esgota e a intensidade luminosa diminui, mas não há nova substância).
(iii) Reconstituir suco de laranja concentrado adicionando água é mudança física (diluição sem reação química).
(iv) Crescimento de plantas por fotossíntese é mudança química (transforma C
(v) Dissolução de sal de cozinha na sopa é mudança física (formação de íons em solução, mas sem reação química de transformação em nova substância).
Passo 3
Definimos a unidade de massa atômica (amu) como sendo
Introduzimos essa unidade porque as massas dos átomos em quilogramas são extremamente pequenas, tornando pouco prático expressá-las em unidades do SI. A amu fornece uma escala conveniente para massas atômicas.
Passo 4
Por convenção, o átomo de carbono-
tem massa exatamente
Na tabela periódica encontramos,
,amu para o “carbono” porque é a massa atômica média ponderada dos isótopos naturais. Para calcular esse valor usamos:
. As massas de cada isótopo (
,
, etc.)
. As abundâncias relativas naturais de cada isótopo (porcentagens de
,
, ···).
O valor ,amu resulta da soma das massas isotópicas multiplicadas por suas abundâncias fracionárias.
O valor
Resposta
(a) (i) física; (ii) física; (iii) física; (iv) química; (v) física.
(b) A unidade de massa atômica ( ) é definida como
da massa de um átomo de
, cerca de
, e é necessária para expressar de forma conveniente as pequeníssimas massas atômicas.
(c) Por definição, um átomo de carbono- tem massa exatamente
. O valor
na tabela periódica é a média ponderada das massas dos isótopos de carbono segundo suas abundâncias naturais, usando as massas isotópicas e as porcentagens de cada isótopo.
(b) A unidade de massa atômica (
(c) Por definição, um átomo de carbono-