Cálculos envolvendo mol

Os cálculos envolvendo mol são bastante importantes no estudo da Química, pois, nessa ciência, as transformações ocorrem em nível molecular, o que pode dificultar a compreensão dos fenômenos químicos.

Mol é a unidade de medida utilizada na microquímica relacionada a aspectos quantitativos, ou seja, mol significa quantidade de matéria, por isso está relacionado a massa e volume da matéria. Entretanto, essa unidade de medida também pode ser usada para determinar quantidade de átomos ou moléculas.

De uma forma geral, os cálculos envolvendo mol são utilizados para indicar essas quantidades de matérias de forma isolada em reações químicas, como veremos em cada situação a seguir.

⇒ Relação entre mol e mol sem reação química

Nesse tipo de situação de cálculo envolvendo mol, sem reações químicas, é interessante que sigamos à risca os passos abaixo empregados no exemplo:

Exemplo - (Ufal) Quantos mols de átomos de hidrogênio há em 0,50 mol de H₄P₂O₇?

a) 0,50

b) 1,0

c) 2,0

d) 2,5

e) 4,0

1º Passo: Determinar qual é a temática do exercício.

Esse exercício pede o número de mol de hidrogênio presente em 0,5 mol da substância H₄P₂O₇, a qual apresenta quatro átomos de hidrogênio por molécula.

Vale ressaltar que a quantidade de átomos em uma molécula pode ser relacionada com a quantidade em mol de átomos. Dessa forma, quatro átomos podem ser utilizados como 4 mol de átomos.

2º Passo: Montar uma regra de três para determinar o número de mol.

Na primeira linha da regra de três, colocamos o número de mol relacionado à molécula do H₄P₂O₇, junto com o número de mol de átomos de H nessa mesma molécula. Na segunda linha, dispomos os dados do exercício:

Molécula de H₄P₂O₇-------átomos de hidrogênio

1 mol------------------4 mol

0,5 mol---------------x

1.x = 0,5.4

x = 2 mol

⇒ Relação entre mol e mol com reação química

Nesse tipo de situação, é interessante seguir à risca os passos empregados no seguinte exemplo:

Exemplo - (Osec-SP) Considere a reação química representada pela equação química não balanceada:

Fe_(s) + O_2(g) → Fe₂O_3(s)

Quantos mols de O₂ reagem com 4 mol de Fe_(s)?

a) 1,5

b) 2,0

c) 2,5

d) 3,0

e) 3,5

1º Passo: Determinar quais dos componentes da reação participam do cálculo.

Nesse caso, o exercício pede o número de mol do O₂ com relação a 4 mol de Fe, portanto, esses são os participantes do cálculo.

2º Passo: Verificar se a equação está balanceada e, caso seja necessário, realizar o balanceamento da equação.

A equação do exercício não está balanceada. Após balanceá-la, temos:

4 Fe_(s) + 3 O_2(g) → 2 Fe₂O_3(s)

3º Passo: Montar uma regra de três para determinar o número de mol.

Na primeira linha, colocamos o número de mol relacionado ao coeficiente do balanceamento de cada um. Na segunda linha, dispomos os dados do exercício:

4 Fe_(s) ----------- 3 O_2(g)

4 mol------------3 mol

4 mol-----------x

4.x = 4.3

4x = 12

x = 12
     4

x = 3 mol

⇒ Relação entre mol e moléculas sem reação química

Nesse tipo de cálculo envolvendo mol, sem reações químicas, é interessante seguir os passos empregados no seguinte exemplo:

Exemplo: Qual o número de moléculas de H₂O presentes em 8 mol dessa substância?

1º Passo: Determinar qual é a temática do exercício.

Nesse exemplo, pede-se o número de moléculas de água presente em 8 mol dessa substância. Porém, vale lembrar que em 1 mol de qualquer substância sempre existem 6.10²³ moléculas.

2º Passo: Montar uma regra de três para determinar o número de moléculas.

Na primeira linha da regra de três, colocamos o número de mol relacionado ao número de moléculas. Na segunda linha, dispomos os dados do exercício:

1mol de H₂O------------------6.10²³ moléculas

8 mol---------------x

1.x = 8.6.10²³

x = 48.10²³ moléculas

ou

x = 4,8.10²⁴ moléculas

⇒ Relação entre mol e átomos com reação química

Nesse tipo de situação com reações químicas, é interessante realizar os passos empregados no exemplo a seguir:

Exemplo: Dada a reação química abaixo:

CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

Indique a quantidade de átomos de carbono obtidos a partir da queima do metano com 3 mol de oxigênio.

a) 4.10²³ átomos de carbono

b) 7.10²³ átomos de carbono

c) 6.10²³ átomos de carbono

d) 9.10²³ átomos de carbono

e) 8.10²³ átomos de carbono

1º Passo: Determinar quais dos componentes da reação participam do cálculo.

Nesse caso, o exercício pede o número de átomos de carbono obtidos (presentes no CO2, que é o produto) com relação a 3 mol de O₂. Esses, portanto, são os participantes do cálculo.

2º Passo: Verificar se a equação está balanceada e, caso seja necessário, fazer o balanceamento.

A equação do exercício não está balanceada, logo, devemos balanceá-la:

1 CH₄ + 2 O₂ → 1 CO₂ + 2 H₂O

3º Passo: Montar uma regra de três para determinar o número de átomos de carbono.

Na primeira linha da regra de três, utilizamos o número de mol relacionado ao coeficiente do balanceamento do O₂, junto com a multiplicação entre o coeficiente do CO₂, o índice de carbonos no CO₂ e a constante de Avogadro (6.10²³). Na segunda linha, são colocados os dados solicitados pelo exercício:

2 O₂ → 1 CO₂

2 mol------------1.1.6.10²³ átomos de carbono

3 mol-----------x

2.x = 3.1.1.6.10²³

2x = 18.10²³

x = 18.10²³
  2

x = 9.10²³ átomos de carbono

⇒ Relação entre mol e volume sem reação química

Nesse tipo de cálculo envolvendo mol, sem reações químicas, é interessante seguir à risca os passos empregados no exemplo abaixo:

Exemplo: Quantos litros de gás sulfídrico (H₂S) existem em um recipiente que apresenta 5 mol dessa substância?

1º Passo: Determinar qual é a temática do exercício.

Esse exercício pede o número de litros de H₂S presente em 5 mol dessa substância.

2º Passo: Montar uma regra de três para determinar o volume.

Na primeira linha da regra de três, colocamos o número de mol do H₂S relacionado ao volume molar (22,4 L). Na segunda linha, são colocados os dados solicitados pelo exercício:

Molécula de H₂S-------volume

1mol------------------22,4 L

5 mol---------------x

1.x = 5.22,4

x = 112 L

⇒ Relação entre mol e volume com reação química

Nesse tipo de cálculo envolvendo mol, em reações, é interessante que sigamos à risca os passos empregados no seguinte exemplo:

Exemplo - (Mackenzie-SP) O volume de gás sulfídrico liberado em CNTP, quando 0,02 mol de sulfeto de sódio reage com ácido clorídrico em excesso, será:

Na₂S + HCl → NaCl + H₂S

a) 22,4 L

b) 44,8 L

c) 4,48 L

d) 2,24 L

e) 0,448 L

1º Passo: Determinar quais dos componentes da reação participam do cálculo.

Nesse caso, o exercício pede o volume do H₂S com relação a 0,02 mol de Na₂S. Então, esses são os participantes do cálculo.

2º Passo: Verificar se a equação está balanceada e, caso seja necessário, balanceá-la.

A equação do exercício não está balanceada. Depois de balanceá-la, temos:

1 Na₂S + 2 HCl → 2 NaCl + 1 H₂S

3º Passo: Montar uma regra de três para determinar o número de mol.

Na primeira linha da regra de três, colocamos o número de mol relacionado ao coeficiente do balanceamento do Na₂S, junto com o volume molar relacionado ao coeficiente do H₂S. Na segunda linha, são colocados os dados solicitados pelo exercício:

1 Na₂S → 1 H₂S

1 mol------------1.22,4L

0,02 mol-----------x

1.x = 0,02.22,4

x = 0,448 L

⇒ Relação entre mol e massa sem reação química

Nesse tipo de cálculo envolvendo mol, sem reações químicas, é interessante que sigamos à risca os passos empregados no seguinte exemplo:

Exemplo - (FCA-PA) O número de mols existentes em 160 g de hidróxido de sódio (NaOH) é: Dados: Na=23; O=16; H=1.

a) 2,0 mols

b) 3,0 mols

c) 4,0 mols

d) 5,0 mols

e) 6,0 mols

1º Passo: Determinar qual é a temática do exercício.

Esse exercício pede o número de mol de NaOH presente em 160 g da substância NaOH.

2º Passo: determinar a massa molar do participante.

Para calcular a massa molar do participante, basta multiplicar a quantidade de átomos do elemento pela sua massa e, em seguida, somar:

NaOH = 1.23+1.16+1.1

NaOH = 23 + 16 + 1

NaOH = 40 g/mol

3º Passo: Montar uma regra de três para determinar a massa.

Na primeira linha da regra de três, utilizamos o número de mol relacionado à massa molar da molécula do NaOH. Na segunda linha, são colocados os dados solicitados pelo exercício:

Molécula de NaOH-------Massa de NaOH

1mol------------------40 g

x---------------160 g

40.x = 1.160

x = 160 |
       40

x = 4 mol

⇒ Relação entre mol e massa com reação química

Nesse tipo de cálculo envolvendo mol, com reações químicas, é interessante seguir os passos empregados no seguinte exemplo:

Exemplo - (UFMA) Considere que a gasolina seja constituída apenas de 2,2,4-trimetil-pentano. Se abastecermos um veículo com 25 mol de gasolina, qual a quantidade de dióxido de carbono que será lançada na atmosfera, quando toda a gasolina for consumida? Dados: C=12u; O=16u

C₈H₁₈ + O₂ → CO₂ + H₂O

a) 5,2 kg

b) 6,4 kg

c) 8,8 kg

d) 5,4 kg

e) 7,2 kg

1º Passo: Determinar quais dos componentes da reação participam do cálculo.

Nesse caso, o exercício pede a massa do CO₂ com relação a 25 mol de C₈H₁₈. Portanto, esses são os participantes do cálculo.

2º Passo: Verificar se a equação está balanceada. Caso não esteja, fazer o balanceamento.

A equação do exercício não está balanceada. Após balanceá-la, temos:

1 C₈H₁₈ + 25/2 O₂ → 8 CO₂ + 9 H₂O

3º Passo: Montar uma regra de três para determinar o número de mol.

Na primeira linha da regra de três, utilizamos o número de mol relacionado ao coeficiente do balanceamento do C₈H₁₈, junto com a massa molar relacionada ao coeficiente do CO₂. Na segunda linha, são colocados os dados solicitados pelo exercício:

1 C₈H₁₈ → 8 CO₂

1 mol------------8.44g

25 mol-----------x

1.x = 25.8.44

x = 8800g

Se dividirmos essa massa obtida por 1000, teremos 8,8 Kg.