Mol

Na química, não se tinha um acordo no que diz respeito à medida de quantidade de matéria até o surgimento do termo conhecido como mol. Seu uso veio para simplificar a linguagem química e para universalizar a maneira como nos referimos às enormes quantidades de átomos que fazem parte de tudo que podemos imaginar.

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O que é mol?

Mol é o nome da unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades (SI) para a grandeza de quantidade de matéria, representada por n. A quantidade de matéria diz respeito a quantidade de entidades elementares (átomos, moléculas, íons, elétrons ou partículas, dependendo do contexto) presentes em uma amostra ou sistema. O mol é muito utilizado na química como forma de simplificar as representações de proporções e no cálculo de concentrações, por ser uma maneira “mensurável” de apontar coisas infinitamente pequenas que não seriam possíveis de medir, como os átomos, por exemplo.

O termo “mol” tem origens no latim, que significa “quantidade”. Foi um conceito proposto pela primeira vez pelo químico alemão Wilhem Ostwald, em 1896. Mol pode ser comparado com as quantidades de dúzias (12 unidades de algo) ou resmas (500 unidades). Neste sentido, um mol diz respeito a uma quantidade fixa de unidades, as entidades elementares. Um mol é exatamente igual a 6,022×10²³ entidades elementares. Ou seja, um mol de carbono possui 602 sextilhões de átomos de carbono ou um mol de água (H₂O) possui exatamente 6,022×10²³ moléculas de água.

O mol, como dito, é muito utilizado na química na hora de realizar o cálculo de massas de substâncias necessárias em reações químicas, do volume dos componentes de uma solução com concentração determinada, entre outros. Vamos ver a seguir como calcular a quantidade de matéria e a relação existente entre mol, massa e volume.

Como calcular a quantidade de matéria?

Quando estamos falando da massa de 1 mol de qualquer átomo nos referimos à massa molar (M) do elemento, na unidade de gramas por mol (g/mol). Por convenção, a massa molar dos elementos químicos é exatamente igual à massa atômica, representado pela unidade de massa atômica (u) deles. Desta forma, a massa molar do Cálcio (Ca = 40 u) é igual a 40 g/mol.

Sendo assim, a quantidade de matéria (n) – ou número de mol – é utilizada para calcular quantos mols existem em uma determinada massa de algum elemento químico ou substância. É calculado pela seguinte equação:

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Em que,

• n: número de mol da substância a ser determinada, em mol;
• m: massa exata dada da substância, em g;
• M: massa molar da substância, em g/mol;

Por exemplo, queremos descobrir o número de mol de cloreto de sódio (NaCl = 58,5 u) presente em uma amostra de massa igual a 100 g do sal. Para isso, sabemos que a massa atômica do NaCl é exatamente igual à sua massa molecular, portanto M = 58,5 g/mol. Desta forma, utilizando a equação 1:

Em 100 g de NaCl, há 1,71 mol do sal presente.

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Mol, massa e volume

Relação de mol e massa

De maneira análoga ao que foi visto anteriormente, a relação entre mol e massa é proporcional à massa atômica dos elementos ou massa molecular das demais substâncias:

Exemplo: Elemento carbono (massa atômica: 12 u)

Um mol de carbono apresenta 6,022×10²³ átomos de carbono. Então um mol de carbono pesa 12 g.

Outro exemplo Substância ácido acético (CH₃COOH) (massa molecular: 60 u)

Um mol de ácido acético apresenta 6,022×10²³ moléculas de CH₃COOH. Então um mol de ácido acético pesa 60 g.

Relação de mol e volume

Quando algum elemento ou composto se encontra no estado gasoso, nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), é possível determinar o volume que a matéria ocupa, em qualquer quantidade molar. Isso só é possível por conta da relação que existe entre quantidade de matéria e volume, que é a de que a matéria no estado gasoso ocupa sempre o mesmo espaço, de 22,4 L.

Exemplo: Elemento Hélio (He: 4 u)

O hélio é um gás nobre, portanto sua forma monoatômica (He) é encontrado naturalmente como um gás. Sabendo que um mol de hélio possui 6,022×10²³ átomos de hélio e que esse mol de He tem massa igual a 4 g, o volume ocupado por essa quantidade de matéria é de 22,4 L. Em outras palavras, um balão preenchido com exatamente 22,4 L de hélio é um balão com um mol de hélio.

A razão entre o número de mol de uma substância e o volume de uma solução (V) (equação 2) é utilizada para a determinação da concentração das soluções, dada na forma de concentração molar (C).

Vídeos para fixar o conceito de mol e suas relações com volume e massa

Abaixo veremos alguns vídeos explicativos que resumem de maneira didática tudo que vimos até agora sobre o mol e suas relações de massa e volume.

O que é um mol?

Um vídeo complementar com exemplos de reações químicas para exemplificar o que é um mol de maneira didática.

O conceito do mol

Uma maneira mais rápida e resumida para compreendermos o que é o mol.

Exercícios envolvendo Mol, Massa Atômica e átomos

Neste vídeo, a professora Patrícia elucida tintim por tintim como resolver exercícios.

Recapitulando, o conceito de mol é muito empregado na química. Seu uso vai desde a representação da massa de átomos dos elementos até a forma universalizada para a notação da concentração de soluções preparadas em laboratório. Não pare seus estudos, veja um pouco mais sobre massa molar.

Referências