Química volume 1


Mol: unidade fundamental para a Química



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Mol: unidade fundamental para a Química

Os cálculos químicos apresentam algumas particularidades. Uma delas é o uso de uma unidade de medida característica, o mol. Como você já estudou, uma unidade de medida é uma quantidade fixada, usada como referência para comparar grandezas da mesma espécie. Existem diferentes unidades de medida, como o metro, o quilograma, o segundo, unidades do Sistema Internacional de Unidades. Mol é a unidade de medida básica do SI, bastante utilizada em cálculos químicos.



Imagine que você tenha de contar o número de “grãos” existentes em uma porção de feijão, em uma de arroz e em uma de sal, como nas fotos abaixo. Qual porção seria mais fácil de contar?
Imagens

©Shutterstock/Viktor1

©Shutterstock/Hellen Sergeyeva

©Shutterstock/Valentyn Volkov

Quantas unidades há na porção de feijão, na de arroz e na de sal? Seria possível contar os grãozinhos do sal?
Certamente, seria mais fácil contar os grãos de feijão, pois, quanto maior for a dimensão das unidades, mais simples será a contagem.

De acordo com o tipo de material, certas unidades de medida são mais usadas. Assim, compramos arroz e feijão por quilograma (kg), areia por metro cúbico (m3), flores e frutas por dúzia.

Se formos contar quantos grãos de arroz há em um saco de 5 kg, teremos de fazê-lo por cálculo aproximado, estimado a partir da contagem de uma amostra menor, por exemplo, 100 g.

Assim, se em 100 g de arroz houver 1 000 grãos, em 5 kg (5 000 g) teremos:


100 g  1 000 grãos de arroz

5 000 g  x

x = 50 000 grãos ou

5  104 grãos


Até agora, falamos em contar grãos, que, por menores que sejam, são perfeitamente visíveis. Agora pense: e se tivéssemos de "contar" o número de moléculas, átomos, íons ou elétrons presentes em determinada amostra de um material?

Seria necessário adotar uma unidade de medida compatível com a dimensão dessas partículas.

Imagine que fosse possível contar o número de moléculas e de átomos de cada elemento contido em uma amostra de etanol, cujas moléculas podem ser representadas pela fórmula molecular C2H6O. Considere a amostra de etanol representada ao lado.
Ilustração produzida para este conteúdo.

Cores fantasia (átomos e moléculas não têm cor), sem escala (as partículas representadas não podem ser observadas diretamente, nem com instrumentos).


Imagem

edição de arte/arquivo da editora

Representação de 22 moléculas de etanol (C2H6O).
<191>
Como nessa amostra estão representadas 22 moléculas de etanol e cada uma delas contém 2 átomos de C, 6 átomos de H e 1 átomo de O, podemos calcular:
22 moléculas de etanol

44 átomos de C

132 átomos de H

22 átomos de O

198 átomos
Apesar de conter um número de átomos que pode nos parecer grande (quase 200), a massa dessa amostra é muito pequena: 0,00000000000000000000169 g, ou
1,69  10–21 g. Trata-se, portanto, da representação de uma amostra bem menor do que uma gota de álcool, invisível mesmo que submetida a instrumentos ópticos.

Agora, imagine o número de moléculas e de átomos em uma amostra de 800 g de etanol (aproximadamente o equivalente ao conteúdo de um frasco de 1 L dessa substância).

É por isso que um profissional que tenha de fazer cálculos envolvendo processos químicos – seja ele farmacêutico, engenheiro, médico, técnico agrícola, entre outros – baseia seu raciocínio em conjuntos contendo um número extremamente grande de unidades do mundo submicroscópico (átomos, moléculas, aglomerados iônicos, entre outras), em vez de raciocinar em termos dessas unidades. De forma análoga, é o mesmo recurso que se adota ao comprar feijão por quilograma e não por grãos, ou ao contar a idade das pessoas em anos e não em segundos. Isso explica a adoção de uma unidade especial, o mol, que torna mais práticos os cálculos de número de átomos ou moléculas em amostras cujas massas podem ser medidas com instrumentos comuns, como uma balança.

Mol é a unidade padronizada pela ciência para fazer referência à quantidade de matéria.

Mas quantas unidades existem em 1 mol?

Em 1 mol há 602 000 000 000 000 000 000 000 de unidades ou 6,02  1023 unidades.

Veja os exemplos:

▸ 1 mol de moléculas de água equivale a 6,02  1023 moléculas de H2O.

▸ 1 mol de átomos de oxigênio equivale a 6,02  1023 átomos de O.

▸ 1 mol de elétrons equivale a 6,02  1023 elétrons.

O número 6,02  1023 é chamado de constante de Avogadro e pode ser representado pela sigla NA.

Para facilitar os cálculos, usaremos o valor aproximado da constante de Avogadro: 6,0  1023.




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