Concentração Molar (Constante de Avogadro, soluções e pH)
“Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”
Antoine Lavoisier
Antes de iniciar o assunto Concentração Molar, precisamos rever os chamados cálculos estequiométricos (equações químicas).
Nesse sentido, a famosa frase de Lavoisier traduz, claramente, a lei da conservação das massas e justifica a lógica empregada na contabilidade de reagentes e produtos de uma reação química. Dito de outro modo, a frase “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma” significa que, a massa total dos produtos de uma reação será igual à soma das massas dos seus reagentes!
Assim, na produção de duas moléculas de gás carbônico são necessárias duas moléculas de monóxido de carbono e uma molécula de oxigênio:
Embora o exemplo esteja tratando de moléculas, a relação entre os reagentes e os produtos será sempre a mesma, ou seja, as proporções serão sempre as mesmas.
A constante de Avogadro corresponde ao número de moléculas de um elemento que são necessárias para gerar 1 mol desse elemento, sendo que a massa de 1 mol de um elemento (massa molar) é numericamente igual à massa atômica de tal elemento com unidades expressas em gramas. O valor da constante de Avogadro foi calculado como sendo, aproximadamente, igual à 6.1023 moléculas. Assim, uma molécula de monóxido de carbono, CO, tem massa atômica igual a 18u (12u do carbono + 6u do oxigênio), enquanto que 6x1023 moléculas, ou 1 mol, de CO têm 18g.
Na prática, suponha que você queira saber quantos gramas de CO e de O2 são necessários para produzir 4 mols de CO2, qual seria o procedimento?
Inicialmente, você precisaria realizar o cálculo estequiométrico da reação para estabelecer a proporção existente entre os reagentes e o produto. Na verdade, essa relação já foi apresentada anteriormente: duas moléculas de monóxido de carbono se ligam a uma molécula de oxigênio para gerar duas moléculas de gás carbônico. Assim, basta acrescentar o valor numérico do produto desejado (4) e realizar os ajustes nos reagentes; sendo notável que, uma vez que se quer obter o dobro de produto, haverá que se ter o dobro de reagentes:
tal que,
Uma vez realizado o balanceamento da equação, a massa molar dos reagentes pode ser calculada pela consulta à tabela periódica dos valores correspondentes à massa atômica dos elementos envolvidos:
Dados (tabela periódica):
Massa atômica de 1 átomo de carbono = 12u
Massa atômica de um átomo de oxigênio = 6u
Cálculos:
Massa atômica de 1 molécula de CO = 12u + 6u = 18u; logo, a massa atômica de 4 moléculas de CO = 4.18u = 72u.
Massa atômica de 1 molécula de O2 = 6u + 6u = 12u; logo, a massa atômica de 2 moléculas de O2 = 24u
Assim, se a massa molar é numericamente igual à massa atômica, logo, são necessários 72 gramas de CO e 24 gramas de O2 para produzir 96 gramas de CO2, ou seja, para produzir 4 mols de CO2.
Autora do texto: Flavia Garcia