Ciências
O que é mol em química, e como calcular o número de mols?
Resposta rápida
O mol é a unidade que a química usa para contar partículas, 6,02 × 10²³ delas. O número de mols é a massa dividida pela massa molar, n = m / M.
Numa frase
O mol é uma quantidade fixa de partículas, 6,02 × 10²³, que permite contar átomos e moléculas pesando a substância.
Explicação
Os átomos são pequenos demais para serem contados um por um: uma única gota de água tem muito mais moléculas do que há grãos de areia numa praia grande. Por isso a química usa uma unidade de contagem, do mesmo jeito que uma "dúzia" são 12 ovos. Essa unidade é o mol (símbolo mol), e um mol significa:
1 mol = 6,02 × 10²³ partículas (a constante de Avogadro, N_A)
Esse número está escrito em notação científica: 602.000.000.000.000.000.000.000. Desde 2019, ele vale exatamente 6,02214076 × 10²³, mas na escola 6,02 × 10²³ é suficiente. As "partículas" podem ser átomos, moléculas ou íons; basta dizer quais. A grandeza medida em mols chama-se quantidade de matéria, com símbolo n.
xícara
balão
lupa
Por que um número tão estranho? Porque ele deixa a ligação com a tabela periódica muito simples. Um mol de átomos de carbono-12 tem massa de quase exatamente 12 g e, em geral, a massa de um mol de qualquer substância, em gramas, é igual à sua massa atômica ou massa molecular. Essa é a massa molar, M, medida em g/mol. (Muitos ainda dizem "peso molecular", mas é uma massa.)
- Carbono, C: M = 12 g/mol.
- Água, H₂O: 2 × 1 + 16 = 18, então M = 18 g/mol.
- Gás carbônico, CO₂: 12 + 2 × 16 = 44, então M = 44 g/mol.
Daí vem a fórmula mais importante do assunto:
número de mols = massa / massa molar, n = m / M
com m em gramas e M em g/mol. Isolando a massa, m = n × M. Outras fórmulas usam a mesma ideia:
- Número de partículas: N = n × N_A. Dois mols de água têm 2 × 6,02 × 10²³ = 1,204 × 10²⁴ moléculas.
- Gases: um mol de qualquer gás ocupa o mesmo volume na mesma temperatura e pressão: cerca de 22,4 L nas CNTP (0 °C e 1 atm) e cerca de 24 L à temperatura ambiente.
- Soluções: a concentração em quantidade de matéria é c = n / V, em mol/L, com V em litros. Então n = c × V.
São os mols que dão sentido às equações químicas. A equação 2H₂ + O₂ → 2H₂O diz que 2 mol de hidrogênio reagem com 1 mol de oxigênio e formam 2 mol de água. Essa proporção é a base do cálculo estequiométrico e permite prever massas antes de fazer uma reação química.
Exemplos
| Substância | Fórmula | Massa molar | Massa | Número de mols |
|---|---|---|---|---|
| Água | H₂O | 18 g/mol | 36 g | 2 mol |
| Gás carbônico | CO₂ | 44 g/mol | 11 g | 0,25 mol |
| Sal de cozinha | NaCl | 58,5 g/mol | 117 g | 2 mol |
| Carbonato de cálcio | CaCO₃ | 100 g/mol | 50 g | 0,5 mol |
| Glicose | C₆H₁₂O₆ | 180 g/mol | 360 g | 2 mol |
Exemplo resolvido: qual é o número de mols de ácido sulfúrico, H₂SO₄, em 980 g desse composto? (H = 1, S = 32, O = 16.) Massa molar = 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 98 g/mol. Número de mols = 980 / 98 = 10 mol.
Erros comuns
- Dividir ao contrário. n = m / M, com a massa em cima. 36 g de água são 36 / 18 = 2 mol, não 18 / 36.
- Esquecer os índices. Em H₂O há dois átomos de hidrogênio: M = 2 × 1 + 16 = 18, não 17.
- Usar o átomo no lugar da molécula. O gás oxigênio é O₂, então a massa molar é 32 g/mol, não 16.
- Misturar unidades. Gramas com g/mol e litros com mol/L. 250 mL = 0,25 L.
Passo a passo
Passo a passo
- Escreva a fórmulaPor exemplo H₂SO₄, e veja quantos átomos de cada elemento ela tem.
- Calcule a massa molarSome as massas atômicas da tabela periódica: 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 98 g/mol.
- Escolha a fórmulaMassa: n = m / M. Partículas: n = N / N_A. Gás: n = V / volume molar. Solução: n = c × V.
- Substitua e calculeMantenha as unidades na conta para ver que elas se cancelam.
- Confira a ordem de grandezaPoucos gramas de uma molécula pequena são uma fração de mol; um quilo costuma dar dezenas de mols.
Exercícios
Cálculos com mols
Resolve cada um e depois confere a resposta.
- Calcule a massa molar da água, H₂O. (H = 1, O = 16)
Ver resposta
2 × 1 + 16 = 18 g/mol - Calcule a massa molar do gás carbônico, CO₂. (C = 12, O = 16)
Ver resposta
12 + 2 × 16 = 44 g/mol - Quantos mols há em 36 g de água?
Ver resposta
36 / 18 = 2 mol - Quantos mols há em 88 g de CO₂?
Ver resposta
88 / 44 = 2 mol - Calcule a massa de 3 mol de cloreto de sódio, NaCl. (Na = 23, Cl = 35,5)
Ver resposta
M = 58,5 g/mol; 3 × 58,5 = 175,5 g - Calcule a massa de 0,25 mol de carbonato de cálcio, CaCO₃. (Ca = 40, C = 12, O = 16)
Ver resposta
M = 40 + 12 + 48 = 100 g/mol; 0,25 × 100 = 25 g - Qual é o número de mols de glicose, C₆H₁₂O₆, em 360 g desse carboidrato?
Ver resposta
M = 72 + 12 + 96 = 180 g/mol; 360 / 180 = 2 mol - Qual é o número de mols de ácido sulfúrico, H₂SO₄, em 980 g? (S = 32)
Ver resposta
M = 2 + 32 + 64 = 98 g/mol; 980 / 98 = 10 mol - Qual é o número de mols de sacarose, C₁₂H₂₂O₁₁, em 3,42 g?
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M = 144 + 22 + 176 = 342 g/mol; 3,42 / 342 = 0,01 mol - Quantas moléculas há em 2 mol de água?
Ver resposta
2 × 6,02 × 10²³ = 1,204 × 10²⁴ moléculas - Quantos átomos há em 0,5 mol de ferro?
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0,5 × 6,02 × 10²³ = 3,01 × 10²³ átomos - Quantos mols são 1,204 × 10²⁴ moléculas?
Ver resposta
1,204 × 10²⁴ / 6,02 × 10²³ = 2 mol - Quantos átomos de hidrogênio há em 1 mol de água?
Ver resposta
Cada H₂O tem 2 átomos de H: 2 mol de átomos de H = 1,204 × 10²⁴ átomos - Que volume ocupam 2 mol de um gás nas CNTP (0 °C e 1 atm, 22,4 L/mol)?
Ver resposta
2 × 22,4 = 44,8 L - Que volume ocupam 0,5 mol de CO₂ à temperatura ambiente (24 L/mol)?
Ver resposta
0,5 × 24 = 12 L - Dissolvem-se 0,2 mol de hidróxido de sódio até formar 0,5 L de solução. Calcule a concentração.
Ver resposta
c = 0,2 / 0,5 = 0,4 mol/L
Problemas
Mols no dia a dia
Resolve cada um e depois confere a resposta.
- Um copo tem 180 g de água. Quantos mols de água são, e quantas moléculas?
Ver resposta
180 / 18 = 10 mol; 10 × 6,02 × 10²³ = 6,02 × 10²⁴ moléculas - O hidrogênio queima: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Quantos mols de água se formam com 4 mol de hidrogênio, e qual é a massa?
Ver resposta
A proporção H₂ : H₂O é 2 : 2, então 4 mol de água; 4 × 18 = 72 g - Aquecendo calcário: CaCO₃ → CaO + CO₂. Que massa de CO₂ é liberada a partir de 50 g de CaCO₃?
Ver resposta
50 / 100 = 0,5 mol de CaCO₃ → 0,5 mol de CO₂; 0,5 × 44 = 22 g - O metano queima: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Que massa de oxigênio é necessária para queimar 8 g de metano? (CH₄ = 16 g/mol)
Ver resposta
8 / 16 = 0,5 mol de CH₄, que precisam de 1 mol de O₂; 1 × 32 = 32 g - Você precisa de 250 mL de uma solução de sal (NaCl) 0,1 mol/L. Que massa de sal deve pesar?
Ver resposta
n = 0,1 × 0,25 = 0,025 mol; 0,025 × 58,5 = 1,4625 g (cerca de 1,46 g) - Um balão de festa tem 12 L de hélio à temperatura ambiente (24 L/mol). Quantos mols são, e qual é a massa? (He = 4)
Ver resposta
12 / 24 = 0,5 mol; 0,5 × 4 = 2 g
Perguntas frequentes
O que é mol em química, de forma simples?
É um número, como a dúzia, só que gigante: 6,02 × 10²³. Um mol de qualquer coisa, átomos, moléculas ou íons, tem exatamente essa quantidade de partículas.
Qual é a fórmula do número de mols?
n = m / M: número de mols = massa em gramas dividida pela massa molar em g/mol. Para partículas, n = N / N_A; para um gás, n = V / volume molar; para uma solução, n = c × V.
Como encontrar o número de mols sem a massa?
Use outro dado: o número de partículas (n = N / N_A), o volume de um gás (n = V / 22,4 L nas CNTP) ou a concentração e o volume de uma solução (n = c × V).
Qual é o número de mols da água em 1 litro?
Um litro de água tem cerca de 1.000 g. Com M = 18 g/mol, n = 1.000 / 18 ≈ 55,6 mol.
Como se diz mol em inglês?
Mole. A grandeza quantidade de matéria é amount of substance, e a massa molar é molar mass.
Qual a diferença entre mol e molécula?
Uma molécula é uma única partícula, como H₂O. Um mol é um "pacote" de 6,02 × 10²³ partículas: um mol de água tem 6,02 × 10²³ moléculas.
Quiz rápido
O mol (quantidade de matéria)
Veja o que você sabe com 5 perguntas rápidas.
Pergunta 1 de 5
Quantas partículas há em um mol de uma substância?
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