O que é um mol na química?
Um mol é uma unidade de contagem que os químicos usam para átomos e moléculas, assim como uma dúzia significa 12. Um mol contém 6,022 × 10²³ partículas, um número chamado número de Avogadro. A massa de um mol de uma substância em gramas, sua massa molar, vem diretamente das massas atômicas da tabela periódica, o que permite converter entre gramas e quantidade de partículas.
Uma unidade de contagem, como a dúzia
As pessoas usam palavras especiais para contar coisas em grupos: um par é 2, uma dúzia é 12 e uma resma de papel tem 500 folhas. Os químicos também precisam de uma palavra para grupo, porque os átomos são pequenos e numerosos demais para serem contados um a um. A unidade deles é o mol, escrito mol.
Um mol de qualquer coisa contém 6,022 × 10²³ partículas, ou seja, 602.200.000.000.000.000.000.000. As partículas podem ser átomos, moléculas ou íons, então ajuda dizer quais: um mol de água significa 6,022 × 10²³ moléculas de água.
Para ter uma noção de como isso é enorme, imagine contar uma partícula por segundo sem nunca parar. Contar até um mol levaria cerca de 19 quatrilhões de anos, mais de um milhão de vezes a idade do universo.
O número de Avogadro
O número 6,022 × 10²³ é chamado de número de Avogadro, ou constante de Avogadro, em homenagem ao cientista italiano Amedeo Avogadro. Ele foi escolhido originalmente para que um mol de átomos de carbono-12 tivesse massa de 12 gramas. Desde 2019, seu valor é fixado em exatamente 6,02214076 × 10²³, mas 6,022 × 10²³ é preciso o bastante para quase todos os problemas.
Massa molar: da tabela periódica aos gramas
A massa molar de um elemento é a massa de um mol de seus átomos, medida em gramas por mol (g/mol). Ela tem o mesmo número que a massa atômica da tabela periódica. A massa atômica do carbono é 12,011, então um mol de átomos de carbono tem massa de 12,011 g. A do oxigênio é 15,999, então um mol de átomos de oxigênio tem massa de 15,999 g.
Para um composto, some as massas molares de todos os átomos da fórmula. A água, H₂O, tem 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio: 2 × 1,008 + 15,999 = 18,015 g/mol. O dióxido de carbono, CO₂: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol. O sal de cozinha, NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol.
Como converter gramas em mols
Para transformar uma massa em gramas em mols, divida pela massa molar: mols = massa ÷ massa molar. Os gramas se cancelam e sobram os mols, o que é uma boa maneira de conferir se você dividiu do lado certo.
Exemplo resolvido: quantos mols há em 250 g de água, mais ou menos um copo cheio? A massa molar da água é 18,015 g/mol, então 250 ÷ 18,015 = 13,88 mol, arredondado para duas casas decimais.
Para achar o número de moléculas, multiplique os mols pelo número de Avogadro: 13,88 × 6,022 × 10²³ ≈ 8,36 × 10²⁴ moléculas de água em um copo.
Como converter mols em gramas
Para ir no sentido contrário, multiplique o número de mols pela massa molar: massa = mols × massa molar.
Exemplo resolvido: qual é a massa de 2,5 mol de sal de cozinha? 2,5 mol × 58,44 g/mol = 146,1 g. Outro: qual é a massa de 0,5 mol de dióxido de carbono? 0,5 mol × 44,009 g/mol = 22,00 g, e essa quantidade contém 0,5 × 6,022 × 10²³ = 3,011 × 10²³ moléculas.
Pense no mol como uma ponte. Divida os gramas pela massa molar para obter mols e depois multiplique os mols por 6,022 × 10²³ para obter partículas. Para voltar das partículas aos gramas, faça os passos opostos em ordem inversa.
Pontos principais
- Um mol é uma unidade de contagem igual a 6,022 × 10²³ partículas, um número chamado número de Avogadro.
- A massa molar de um elemento em g/mol é igual à sua massa atômica na tabela periódica, como 12,011 g/mol para o carbono.
- Some as massas atômicas para obter a massa molar de um composto: H₂O é 18,015 g/mol e CO₂ é 44,009 g/mol.
- Divida os gramas pela massa molar para obter mols, e multiplique os mols pela massa molar para obter gramas.
- Multiplique os mols por 6,022 × 10²³ para encontrar o número de átomos ou moléculas.
Teste-se
Três perguntas rápidas sobre esta lição.
1. Quantas partículas há em um mol de uma substância?
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6,022 × 10²³ — Um mol sempre contém o número de Avogadro de partículas, 6,022 × 10²³.2. Qual é a massa molar do dióxido de carbono, CO₂?
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44,009 g/mol — Some um átomo de carbono e dois de oxigênio: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol.3. Quantos mols há em 116,88 g de sal de cozinha (NaCl, 58,44 g/mol)?