Fala Gás Nobre, hoje falaremos sobre o conceito de mol e massa molar, que é uma continuidade do texto sobre massa atômica e molecular.
Como citado no texto “Massa Atômica e Molecular”, estes valores de massa representam a massa de 1 único átomo ou de 1 única molécula, respectivamente. E como já foi falado aqui também, o átomo é uma partícula extremamente pequena, sendo impossível de trabalharmos no dia a dia do laboratório utilizando apenas 1 átomo ou apenas 1 molécula.
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Devido a este fato de que átomos e moléculas são partículas muito pequenas, fazia-se necessário determinar uma quantidade específica de matéria que representasse uma porção representativa de átomos. A esta quantidade, foi atribuída o termo ‘mol’, que do latim significa amontoado ou monte, e definiu-se que este amontoado de coisas teria a massa em gramas igual ao valor da massa atômica/molecular.
Definiu-se que:
“mol é a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quanto o número de átomos contidos em 12g gramas de carbono-12”
Por exemplo, definiu-se que 1 mol de água teria 18g, ou seja, a massa equivalente em gramas da massa molecular (18u), sendo assim sucessivamente para os demais átomos e moléculas.
Definiu-se assim a massa molar, que é a massa em gramas de 1 mol de qualquer elemento ou molécula. A massa molar é, em gramas, numericamente igual a massa atômica/molecular, sendo representado pela unidade g/mol.
Conhecer a massa molar de um elemento ou molécula é importante para realizar cálculos estequiométricos, determinar pureza de um reagente, rendimento de uma reação, entre outras aplicações.
Por exemplo, o número de mols de uma certa quantidade de uma substância pode ser determinada pela relação:
n = m/MM
Onde, n é o número de mols, m é a massa da substância e MM é a sua massa molar
Por exemplo, quantos mols têm em 1 litro (1000g) de água? (MMH2O = 18g/mol)
n = m / MM
n = 1000g / 18g/mol
n = 55,55mols
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Como calcular a massa molar e massa molecular
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Mas quem foi que teve essa ideia de relacionar massa em gramas e massa atômica?
Foi Amedeo Avogadro (1776-1856), um físico e químico italiano, ele acreditava que “volumes iguais, de quaisquer gases, nas mesmas condições de temperatura e pressão, apresentam a mesma quantidade de matéria, ou seja, o mesmo número de mols ou partículas”.
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Desta forma, a massa equivalente em gramas da massa atômica de um elemento, iria possuir sempre o mesmo número de átomos.
Seguindo esta hipótese de Avogadro, 18g de água (18u) iriam possui o mesmo número de átomos que 12g de carbono (12u) e assim sucessivamente. No entanto, infelizmente Avogadro faleceu antes de conseguir determinar que número fosse esse.
Porém, com os avanços tecnológicos do século XX, este número pode ser determinado e foi atribuído o nome de “Constante de Avogadro” em sua homenagem.
Leia mais em: O mol e a constante de Avogadro: Como fazer os cálculos
Uma dessas determinações experimentais do número de Avogadro foi realizada por Robert Millikan (1868-1953), num experimento que determinou a carga de 1 único elétron como 1,6 . 10-19C. Nesta época, a carga de 1mol de elétrons já era conhecida, com o valor de 96500C, podendo assim ser determinado o número de elétrons presentes em 1 mol pela seguinte relação:
Número de mol = 96500C / 1,6 . 10-19C
Número de mol = 6,03 . 1023 elétrons
Lembrando que o número de Avogadro representa um 1 mol de quaisquer partículas, sejam átomos, moléculas, íons, prótons, nêutrons e elétrons. Poderíamos utilizar o número de mols para representar objetos do dia a dia, no entanto, o número de Avogadro é da ordem de 1023 (603000000000000000000000 partículas), sendo um número ABSURDAMENTE grande, por isso, sendo apenas aplicado para partículas atômicas e subatômicas.
Por fim, a constante de Avogadro (NA), representada pela unidade mol, é uma das 7 unidades básicas do Sistema Internacional de Unidades (SI), utilizada para definir quantidade de matéria, sendo amplamente utilizada na química e na física.
Com os avanços tecnológicos novas casas decimais da constante de Avogadro vão sendo determinadas ao longo dos anos, a última atualização deste número ocorreu em 20 de maio de 2019, sendo considerado como oficial atualmente o valor de 6,022 14076 x 1023.
Leia mais em:
Aula: Massa Atômica, Massa Molecular, Massa Molar e Mol
Como calcular a massa molar e a massa molecular
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