O conceito de massa molecular, assim como os conceitos de massa molar e massa atômica ou a estrutura de um átomo, é outro dos fundamentos que devem ser aprendidos para entender adequadamente o mundo da química. As moléculas de compostos químicos têm uma massa extremamente baixa. Testar a estrutura e as propriedades de elementos e compostos químicos não é tão fácil. Se conhecermos a massa molecular, podemos não apenas especificar o peso de um determinado elemento, mas também determinar as proporções de massa de elementos em compostos ou indicar seu conteúdo por meio de porcentagem.
O que é massa molecular?
A massa molecular de um composto químico é o total de massas atômicas dos elementos que compõem o composto. A massa molecular de uma única molécula de um determinado composto químico depende de qual e quantos átomos ele consiste. As massas moleculares dos elementos e compostos químicos são expressas em unidades (u). As massas atômicas absolutas são extremamente baixas, como 10 -24 g. Portanto, para facilitar a determinação de massas moleculares e evitar ter que lidar com unidades pesadas, eles introduziram uma nova unidade de massa atômica (u), que é definida como 1/12 da massa do isótopo de carbono nuclídeo 12 C.
Massa atômica
Para determinar corretamente a massa molecular de um composto químico, devemos primeiro conhecer a massa atômica dos elementos que o compõem. A massa dos elementos químicos é normalmente expressa em unidades de massa atômica (u). O que é importante, a maioria dos elementos químicos que existem na Terra são misturas de vários isótopos. Os isótopos são variantes do mesmo elemento químico que têm um número atômico constante (seus núcleos contêm o mesmo número de prótons), mas diferem no número de massa (têm diferentes números de nêutrons). Ao determinar a massa atômica de um único elemento químico, temos que considerar a porcentagem de isótopos desse elemento. A massa atômica é uma característica única de cada elemento. É importante ressaltar que não existem dois elementos químicos com a mesma massa atômica. Por esta razão, esta propriedade pode ser utilizada para identificar elementos. A massa atômica de cada elemento pode ser lida na tabela periódica.
Massa molecular dos elementos
Alguns elementos químicos, como nitrogênio, hidrogênio, oxigênio, flúor, bromo, iodo ou cloro , existem na forma de moléculas diatômicas. Eles não existem como átomos individuais. Neste caso, é apropriado usar o termo ‘massa molecular de um elemento’.
Como determinamos a massa molecular de elementos e compostos químicos?
Para determinar corretamente a massa molecular, seja de elementos ou compostos, devemos primeiro conhecer a fórmula molecular. Então, usando a massa molecular e a fórmula química, podemos, por exemplo, estabelecer a participação de cada elemento na massa da molécula inteira. Se tratamos de um elemento diatômico, a determinação de sua massa molecular é baseada na massa atômica de um único átomo desse elemento. O valor deve ser dividido por dois. Por exemplo, a massa molecular do nitrogênio (N 2 ) é de 28 unidades, assim como a massa de um único átomo de nitrogênio é de 14 unidades. Um procedimento semelhante é usado para compostos químicos. Como estabelecer sua massa molecular?
- Determine a fórmula química do composto cuja massa molecular você deseja definir,
- especificar os elementos incluídos no composto e indicar a quantidade de cada elemento,
- determinar as massas atômicas de cada elemento,
- se a molécula contém mais de um átomo de um elemento específico, multiplique sua massa atômica por esse valor,
- somar as massas atômicas de todos os elementos.
Massa molecular vs. massa molar
O método de cálculo da massa molecular de compostos químicos também é usado para determinar sua massa molar. A massa molar é comumente usada para cálculos estequiométricos, pois usar o mol como unidade torna possível aplicar o processo em macroescala. O mol são as unidades da quantidade de substância, uma unidade básica no sistema SI. Um mol é igual a 6,022141*10 23 elementos (que podem ser átomos, íons ou moléculas). A massa molar é a massa de um mol de uma substância específica. Tem o mesmo valor numérico da massa molecular, mas devemos lembrar que tem uma unidade completamente diferente. Enquanto a massa molecular é expressa em unidades (u), a massa molar de um composto é expressa em gramas por mol (g/mol). Além disso, a massa molecular refere-se à massa de uma única molécula. É diferente no caso da massa molar. A massa molar também expressa massa, mas em referência a um único mol (6,022141*10 23 elementos).
Para que precisamos de massa molecular?
A massa molecular de um composto químico nos permite:
- determinar a massa de um determinado composto químico. O valor em unidades pode ser convertido em gramas se conhecermos a seguinte dependência: 1 u = 1,66 * 10 -24 g;
- determine a proporção de massa de cada elemento incluído no composto químico. Razão de massa é definida como a razão de massas atômicas dos elementos contidos no composto;
- calcular a participação em massa, ou seja, a porcentagem de elementos no composto químico. É calculado com base na razão entre as massas atômicas na menor estrutura de um composto químico e a massa molecular desse composto, multiplicada por 100%.
