A massa molar é uma propriedade física importante das substâncias. É muito útil para analisar, comparar e prever as outras propriedades físicas e químicas, como densidade, ponto de fusão, ponto de ebulição e a quantidade de substância que reage com outra substância em um sistema. Neste artigo, iremos discutir cinco métodos diferentes; usando massas atômicas, equação, elevação do ponto de ebulição, depressão do ponto de congelamento e pressão osmótica, para calcular a massa molar.

Principais áreas cobertas

1. O que é massa molar - Definição, Equação para Cálculo, Explicação 2. Como encontrar a massa molar - Vários métodos para calcular a massa molar com exemplos 3. Por que é importante saber a massa molar de uma substância - Aplicações da massa molar

Termos-chave: Número de Avogadro, Elevação do Ponto de Ebulição, Calusius-Clapeyron, Constante Crioscópica, Constante Ebullioscópica, Depressão de Ponto de Congelamento, Molalidade, Massa Molar, Peso Molecular, Pressão Osmótica, Massa Atômica Relativa

O que é massa molar

A massa molar é a massa de uma toupeira de uma substância específica. A unidade mais comumente usada para a massa molar de uma substância é gmol^-1. No entanto, a unidade SI para massa molar é kgmol^-1 (ou kg / mol). A massa molar pode ser calculada usando a seguinte equação.

Mole ou mol é a unidade usada para medir a quantidade de uma substância. Um mol de uma substância é igual a um número muito grande, 6,023 x 10²³ de átomos (ou moléculas) de que a substância é feita. Este número é chamado de Número de Avogadro. É uma constante porque não importa qual seja o tipo de átomo, um mol dele é igual a essa quantidade de átomos (ou moléculas). Portanto, a massa molar pode receber uma nova definição, ou seja, a massa molar é a massa total de 6,023 x 10²³ átomos (ou moléculas) de uma determinada substância. Para evitar confusão, dê uma olhada no exemplo a seguir.

Agora podemos aplicar isso para substâncias reais. Um mole de H₂O é composto por 6,023 x 10²³ H₂O moléculas. A massa total de 6,023 x 10²³ H₂Moléculas O tem cerca de 18 g. Portanto, a massa molar de H₂O é 18 g / mol.

Como encontrar a massa molar

A massa molar de uma substância pode ser calculada usando vários métodos.

Esses métodos são discutidos em detalhes abaixo.

1. Como encontrar a massa molar usando massas atômicas

A massa molar de uma molécula pode ser determinada usando massas atômicas. Isso pode ser feito simplesmente pela adição das massas molares de cada átomo presente. A massa molar de um elemento é fornecida a seguir.

A massa atômica relativa é a massa de um átomo em relação à massa do átomo de carbono-12 e não tem unidades. Essa relação pode ser dada da seguinte maneira.

Vamos considerar os exemplos a seguir para entender essa técnica. A seguir estão os cálculos para compostos com o mesmo átomo, combinação de vários átomos diferentes e combinação de um grande número de átomos.

Exemplos de cálculo

1. Cálculo da massa molar de H₂ e HCl

3. Massa molar de C₆H₁₂O₆

2. Como encontrar a massa molar usando a equação

A massa molar pode ser calculada usando a equação dada abaixo. Esta equação é usada para determinar um composto desconhecido.

Exemplo de cálculo

Veja o seguinte exemplo.

O composto D está em uma solução. Os detalhes são fornecidos a seguir.

Em seguida, a determinação pode ser feita por uma titulação ácido-base. Uma vez que é uma base forte, titule a solução com um ácido forte (Ex: HCl, 1,0 mol / L) na presença de indicador de fenolftaleína. A mudança de cor indica o ponto final (Ex: quando 15,00mL de HCl são adicionados) da titulação e agora todas as moléculas da base desconhecida são tituladas com o ácido adicionado. Então, a massa molar do composto desconhecido pode ser determinada como segue.

3. Como encontrar a massa molar da elevação do ponto de ebulição

A elevação do ponto de ebulição é o fenômeno que descreve que a adição de um composto a um solvente puro aumentaria o ponto de ebulição dessa mistura para um ponto de ebulição mais alto do que o do solvente puro. Portanto, a massa molar desse composto adicionado pode ser encontrada usando a diferença de temperatura entre dois pontos de ebulição. Se o ponto de ebulição do solvente puro for T_solvente e o ponto de ebulição da solução (com o composto adicionado) é T_solução, a diferença entre dois pontos de ebulição pode ser dada como abaixo.

Com o uso de Relação Clausius-Clapeyron e a lei de Raoult, podemos obter uma relação entre ΔT e molalidade da solução como,

Onde, K_b é constante ebullioscópica, que depende apenas das propriedades do solvente, e M é a molalidade.

A partir da equação acima, podemos obter um valor para a molalidade da solução. Como a quantidade de solvente utilizada para a preparação desta solução é conhecida, podemos encontrar o valor em moles do composto adicionado.

Agora que sabemos os moles do composto na solução e a massa do composto adicionado, podemos determinar a massa molar do composto usando a equação,

4. Como encontrar a massa molar da depressão do ponto de congelamento

A depressão do ponto de congelamento é o oposto da elevação do ponto de ebulição. Às vezes, quando um composto é adicionado a um solvente, o ponto de congelamento da solução é menor do que o do solvente puro. Então as equações acima são um pouco modificadas.

O valor ΔT é um valor negativo porque o ponto de ebulição agora é menor do que o valor inicial. A molalidade da solução pode ser obtida da mesma forma que no método de elevação do ponto de ebulição.

Aqui, o K_f é conhecido como o constante crioscópica. Depende apenas das propriedades do solvente.

O resto dos cálculos são iguais aos do método de elevação do ponto de ebulição. Aqui, os moles do composto adicionado também podem ser calculados usando a equação abaixo.

Em seguida, a massa molar pode ser calculada usando o valor para moles de composto adicionado e a massa de composto adicionado.

5. Como encontrar a massa molar a partir da pressão osmótica

A pressão osmótica é a pressão necessária a ser aplicada para evitar que um solvente puro passe para uma determinada solução por osmose. A pressão osmótica pode ser dada pela seguinte equação.

Π = MRT

Quando Π é a pressão osmótica,

M é a molaridade da solução

R é a constante universal do gás

T é a temperatura

A molaridade da solução é dada pela seguinte equação.

O volume da solução pode ser medido e a molaridade pode ser calculada como acima. Portanto, os moles do composto na solução podem ser medidos. Em seguida, a massa molar pode ser determinada usando a equação,

Por que é importante saber a massa molar de uma substância

Resumo

Existem vários métodos para calcular a massa molar de um determinado composto. A maneira mais fácil entre eles é a adição de massas molares dos elementos presentes naquele composto.