As mudanças químicas observadas em qualquer reação envolvem o rearranjo de bilhões de átomos. É impraticável tentar contar ou visualizar todos esses átomos, mas os cientistas precisam de alguma maneira de se referir a toda a quantidade. Eles também precisam de uma maneira de comparar esses números e relacioná-los com os pesos das substâncias, que eles podem medir e observar.
A solução é o conceito de mole, que é muito importante na química quantitativa.
Massa molar (peso molar) é a massa de uma mole de uma substância e é expressa em g/mol.
O mole
O mole (mol abreviado) é a medida SI da quantidade de uma “entidade química”, como átomos, elétrons ou prótons.
É definida como a quantidade de uma substância que contém tantas partículas quanto átomos em 12 gramas de carbono-12 puro.
Assim, 1 mol contém 6.022×1023 entidades elementares da substância.
O que é massa molar?
Massa molar é a massa de uma mole de uma substância.
Uma mole é definido como o número de átomos em 12 gramas do isótopo carbono-12. Este é sempre um número fixo, conhecido como número de Avogadro.
Portanto, a massa molar de uma substância é a massa do número de moléculas de Avogadro dessa substância.
A massa molar é usada no cálculo das concentrações de uma substância na química.
Os átomos contêm pelo menos dois e geralmente três tipos de partículas. Estes são o próton, o nêutron e o elétron. Um próton é aproximadamente equivalente ao nêutron em termos de massa.
O elétron é muito mais leve e quase desprezível no cálculo da massa.
Um mole é uma forma científica de medição em química.
Os elementos precisam ter quantidades iguais de prótons e elétrons para serem estáveis, mas podem variar na quantidade de nêutrons que contêm. A quantidade de prótons no elemento é o número atômico.
A quantidade de prótons e nêutrons juntos é o número de massa porque os elétrons são muito leves. Número atômico indica o elemento.
O número de massa pode mudar dependendo da quantidade de nêutrons que o átomo contém. Átomos que são o mesmo elemento, mas que têm massas diferentes, são isótopos.
Um átomo de carbono sempre tem seis prótons. Se também possui seis nêutrons, é chamado de isótopo de carbono-12. Feito com oito nêutrons, é um isótopo de carbono-14.
Os cientistas escolheram o isótopo carbono-12 como base para as medições do mole. Doze gramas de carbono-12 contém 6.022 x 1023 átomos. Isso é conhecido como número de Avogadro.
Um mole de qualquer substância é definida como muitos átomos ou moléculas.
Inteligentemente, a massa de um mole de uma substância está relacionada ao número de massa individual dos átomos nessa substância. Por exemplo, uma mole de oxigênio tem uma massa de 16 gramas.
Isso ocorre porque o tipo mais comum de átomo de oxigênio contém oito prótons, oito nêutrons e oito elétrons e, portanto, possui um número de massa de 16.
A medição usando a massa molar também é possível com uma molécula composta. A água é uma molécula que tem dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio presos juntos.
A soma de todos os seus números de massa nos dá a massa de uma molécula de água. Este número é equivalente à massa em gramas de um mole de água.
Os químicos usam o mole como uma forma de medir a massa e a concentração de uma substância.
Como um mole pode conter trilhões de átomos, e um determinado número de gramas de uma substância não é necessariamente a mesma força que o mesmo número de gramas de outra substância, é um método muito útil para medir produtos químicos de maneira relativamente simples.
A massa molar de uma substância também é igual ao número de massa da substância, de modo que os químicos podem usar facilmente essa quantidade conhecida para avaliar a quantidade de substância química que precisam usar.
O que é peso molecular?
O peso molecular é uma medida que representa a massa de uma única molécula de alguma substância. Ajuda cientistas e analistas a entender densidade, volume e deslocamento de fluidos, entre outras coisas.
Saber o peso exato das moléculas em um determinado produto químico ou composto também pode ajudar as pessoas a avaliar como esses compostos reagirão sob diferentes condições.
Existem duas maneiras diferentes de calcular o peso, mas testes envolvendo espectrometria de massa, deslocamento de fluido e refração da luz tendem a ser os mais comuns.
Obtendo uma média geral
A maneira mais fácil de calcular o peso molecular, também chamado de “massa molecular”, é somar o peso total de cada componente. Isso geralmente requer conhecimento prévio da massa básica de cada átomo, bem como da composição molecular da substância. A água é um bom exemplo. É constituído por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio e é conhecido quimicamente como H2O.
Um pesquisador pegaria o peso do hidrogênio e o multiplicaria por dois, uma vez que existem dois átomos de hidrogênio na água, e então adicionaria o peso do oxigênio. O hidrogênio pesa cerca de 1 unidade de massa atômica (u) e o oxigênio pesa cerca de 16 u. Portanto, o cálculo é 1 × 2 + 16 = 18 u; portanto, o peso de uma molécula de água é de aproximadamente 18 u.
Contabilizando isótopos
Na maioria dos casos, a massa molecular é uma média de linha de base; o peso de qualquer molécula pode ser ligeiramente diferente do outro por causa de isótopos.
Os isótopos são variações de elementos e têm um núcleo com o mesmo número de prótons, mas com um número diferente de nêutrons, dando a eles um peso atômico diferente que às vezes é incluído nos cálculos.
A consideração dos isótopos fornecerá uma medida mais precisa, mas geralmente requer ferramentas especiais e um processo mais preciso.
Métodos de cálculo precisos
Uma das melhores maneiras de obter uma medida exata é usar um espectrômetro de massa, uma máquina especial projetada para isolar e identificar moléculas.
A máquina produz números e representações que os analistas devem usar para reunir uma leitura em massa mais exata. Essas máquinas geralmente são alojadas em laboratórios e instituições acadêmicas.
Os cientistas às vezes também calculam o peso usando métodos conhecidos como “hidrodinâmicos”, que basicamente envolvem a submersão de substâncias na água e o estudo da quantidade e extensão do deslocamento.
Requer calibração especial e várias ferramentas para capturar e observar moléculas dispersas. Em alguns casos, os pesquisadores também podem obter um bom senso de massa realizando uma análise de luz dispersa, na qual os feixes de luz passam através de substâncias. A taxa de refração, que é basicamente a taxa e a velocidade com que a luz passa de um lado de uma substância para o outro – ou a taxa na qual é absorvida, no caso de substâncias altamente densas – pode fornecer a base para a determinação de moléculas. peso nivelado.
Relação com a massa molar
Alguns químicos se referem a essa medição de forma intercambiável com a massa molar.
Massa molar refere-se ao peso de uma toupeira de uma substância, que é semelhante à massa atômica, mas geralmente é considerada mais universalmente precisa.
Uma toupeira é a quantidade de uma substância que contém o mesmo número de entidades elementares, como elétrons, íons e átomos, como existem em 12 gramas de carbono-12.
O carbono-12 é o isótopo de carbono mais estável e é usado como padrão pelo qual todas as massas atômicas são medidas.
Por que isso importa
Saber quanto moléculas diferentes pesam é importante em várias configurações diferentes, mas geralmente é mais crítico em ambientes de laboratório e de fabricação.
Os cientistas geralmente precisam dessas informações para prever como as diferentes substâncias se relacionam entre si e também para garantir que as concentrações e suspensões sejam estáveis.
Os fabricantes de alimentos usam esse tipo de cálculo para garantir que diferentes ingredientes se misturem, por exemplo, e para obter o perfil de sabor certo ao usar adoçantes ou emulsificantes com pesos diferentes.
O peso molecular também é realmente importante ao criar e dosar medicamentos. Fabricantes de produtos farmacêuticos, assim como médicos e enfermeiros, muitas vezes precisam saber quanto pesa uma molécula de um determinado medicamento para saber quão provável é uma cápsula, injeção ou outra dose potente.
O peso também é realmente importante quando se trata de alternar medicamentos ou prescrições variadas para garantir que os pacientes estejam obtendo a concentração certa.
A massa molar da água é equivalente à massa de um mol de moléculas de água
Fonte: courses.lumenlearning.com/preparatorychemistry.com/sciencing.com/chem.libretexts.org/https://ift.tt/2Vd6GPA
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