Grandezas Químicas — Mol, Massa Molar e Avogadro
Unidade de Massa Atômica (u)
A escala de massas atômicas é relativa — todos os valores são comparados ao ¹²C (Z=6, A=12) como padrão.
Massa Atômica de um Átomo
Massa de um átomo específico, em unidades de massa atômica.
Atenção: prótons e nêutrons têm massa ≈ 1 u cada; elétrons têm massa ≈ 0,00055 u (desprezível para fins químicos, mas relevante em física nuclear).
O valor exato difere de A por causa do defeito de massa (energia de ligação nuclear).
Massa Atômica de um Elemento — Média Isotópica
Elementos têm múltiplos isótopos em proporções naturais. A massa atômica tabelada é a média ponderada pelas abundâncias isotópicas:
onde é a fração (abundância relativa) do isótopo e sua massa.
Exemplo — Cloro:
- ³⁵Cl: 75,77% →
- ³⁷Cl: 24,23% →
- u ✅
Massa Molecular
Soma das massas atômicas de todos os átomos na molécula:
Para compostos iônicos, fala-se em massa fórmula (não há moléculas individuais no sólido iônico).
Número de Avogadro e Mol
O número de Avogadro () é definido exatamente desde 2019 (revisão do SI):
1 mol de qualquer entidade elementar contém exatamente dessas entidades.
IMPORTANT
Desde a revisão do SI em 2019, é uma constante definida exatamente, e o quilograma é redefinido via constante de Planck. O mol não é mais baseado no grama — é baseado no número de entidades.
Conversões Essenciais
| Grandeza | Símbolo | Unidade | Relação |
|---|---|---|---|
| Quantidade de matéria | n | mol | — |
| Massa | m | g | |
| Número de partículas | N | — |
Quantidade de Matéria
A quantidade de matéria () é uma grandeza fundamental do SI. É proporcional ao número de entidades (átomos, moléculas, íons, fótons...) no sistema.
Volume Molar de Gases
Pela hipótese de Avogadro, volumes iguais de gases ideais (mesma T e p) contêm o mesmo número de moléculas.
Condições Normais (CN): T = 273,15 K (0°C), p = 101,325 kPa (1 atm)
Condições Ambiente (aproximação comum): T = 298 K (25°C), p = 1 atm
TIP
O volume molar de 22,4 L/mol é válido apenas nas condições normais (0°C, 1 atm). Para outras condições, use a equação dos gases ideais: .
Hipótese de Avogadro — Consequências
- A fórmula molecular de gases pode ser determinada por medidas de densidade gasosa
- Permite converter volumes de gases (CN) em moles diretamente
- Explica as leis volumétricas de Gay-Lussac: coeficientes estequiométricos = razões de volumes de gases