Diálise

Diálise
A Hemodiálise - sala de hemodiálise com seus respectivos aparelhos

quarta-feira, 23 de novembro de 2011

Cálculos das Massas Átomos, Moléculas e Compostos Iônicos



                                                Cálculos das Massas                                         
                                   
                                   Cálculos Preliminares

                                                                  Exercícios
1) Calcular a quantidade de carvão gasta para produzir 7,0 milhões de toneladas de cal virgem em quilogramas e em toneladas.
Dados: na produção de 1,0 kg (1000 g) de cal virgem consome-se 0,312 kg de carvão.
Ao iniciar os cálculos devemos primeiramente  transformar os valores de toneladas para quilograma.


Adaptado do caderno do aluno ciências da natureza e suas tecnologias - química - 1ª série, volume 2 p. 4.

2) Calcular a quantidade de ferro gusa produzido num alto-forno em uma única vez,  sendo que o gasto da massa de carvão para a produção desse ferro foi de 3,64 x 104 toneladas. 
Dados: 1,0 kg de ferro = 0,910 kg de carvão.
Adaptado do caderno do aluno ciências da natureza e suas tecnologias - química - 1º série, volume 2 p. 7.

3) Sabendo-se que a massa de 10,0 toneladas de calcário (CaCO3) produz a massa de 5,6 toneladas de cal virgem (CaO) e 4,4 toneladas de dióxido de carbono. Ao ser produzido a massa de 11,2 toneladas de cal virgem, quanto de calcário é necessário para obter esse valor e quanto de gás carbônico será liberado na calcinação do calcário?
Adaptado do caderno do aluno ciências da natureza e suas tecnologias - química - 1ª série, volume 2 p.21.
                                                       Exercícios
Para o aluno calcular. 

Para produzir 1 kg de cal virgem (CaO) necessita-se de 0,312 kg de carvão. 

4) De acordo com esse dado, quanto  de carvão eu devo gastar para produzir os valores da cal virgem abaixo relacionados?

7 t                             700 kg                1 t                     7  x  106 t
7  x  102 t                  500 kg                106 g                 7  x  1012 g
7  x  103 t                  0,5 t                    109 g                 10 kg

Para produzir 1,0 kg de ferro gusa é necessário 0,910 kg de carvão.

5) Quanto de carvão eu devo gastar na produção dos seguintes valores de ferro gusa?

105 t                   109 kg                600 kg                  1 000 000 g  
106 t                   1012 kg              1800 kg               10 000 000 g
106 kg                103 t                    500 kg             100 000 000 g

 6) Qual a massa de gás carbônico produzido na combustão dos seguintes valores de carvão:
15 t                     100 kg                  5 kg                  12 kg  
18 t                   1000 kg              1800 g                  100 t
24 kg                      25 t                 500 g                1000 t


                         A Massa dos Elementos Químicos                     
A tabela abaixo mostra as massas dos elementos químicos na ordem crescente de seus números atômicos.

  H
  Hidrogênio
  1,00797
       1      
  He
  Hélio
  4,0026
       4
  Li
  Lítio
  6,941
       7
  Be
  Berílio
  9,0122
       9
  B
  Boro
  10,811
      11
  C
  Carbono
  12,01115
      12
  N
  Nitrogênio
  14,0067
      14
  O
  Oxigênio
  15,9994
      16
  F
  Flúor
  18,9984
      19
  Ne
  Neônio
  20,183
      20
  Na
  Sódio
  22,9898
      23
  Mg
  Magnésio
  24,312
      24
  Al
  Alumínio
  26,9815
      27
  Si
  Silício
  28,086
      28
  P
  Fósforo
  30,9738
      31
  S
  Enxofre
  32,064
      32
  Cl
  Cloro
  35,453
      35,5
  Ar
  Argônio 
  39,948
      40
  K
  Potássio
  39,098
      39
  Ca
  Cálcio 
  40,08
      40
  Sc
  Escândio 
  44,956
      45
  Ti
   Titânio  
  47,90
      48
  V
  Vanádio
  50,942
      51
  Cr
  Cromo 
  51,996
      52
  Mn
  Manganês 
  54,9380
      55
  Fe
  Ferro 
  55,847
      56
  Co
  Cobalto 
  58,93
      59
  Ni
  Níquel 
  58,69
      59
  Cu
  Cobre
  63,55
      63,5
  Zn
  Zinco 
  65,38
       65
  Ga
  Gálio
  69,72
       70
  Ge
  Germânio 
  72,59
       73
  As
  Arsênio
  74,9216
       75
  Se
  Selênio
  78,96
       79
  Br
  Bromo
  79,90
       80
  Kr
  kriptônio
  83,80
       84
  Rb
  Rubídio
  85,47
       85
  Sr
  Estrôncio
  87,62
       88
  Y
  Ítrio
  88,91
       89
  Zr
  Zircônio
  91,22
       91
  Nb
  Nióbio
  92,91
       93
  Mo
  Molibdênio
  95,94
       96
  Tc
  Tecnécio
  98
       98
  Ru
  Rutênio
  101,1
      101
  Rh
  Ródio
  102,9
      103
  Pd
  Paládio
  106,4
      106
  Ag
  Prata
  107,9
      108
  Cd
  Cádimio
  112,4
      112
  In
  Índio
  114,8
      115
  Sn 
  Estanho
  118,7
      119
  Sb
  Antimônio     
  121,7
      122
  Te
  Telúrio
  127,6
      128
  I
  Iodo
  126,9
      127
  Xe
  Xenônio
  131,3
      131
  Cs
  Césio
  132,9
      133
  Ba
  Bário
  137,3
      137
  La
  Lantânio
  138,9
      139
  Ce
  Cério
  140,1
      140
  Pr
  Preseodímio 
  140,9
      141
  Nd 
  Neodímio   
  144,2
      144
  Pm
  Promécio
  145,
      145
  Sm
  Samário
  150,4
      150
  Eu
  Európio
  152,0
      152
  Gd
  Gadolínio
  157,3
      157
  Tb
  Térbio
  158,9
      159
  Dy
  Disprósio
  162,5
      162
  Ho
  Hólmio
  164,9
      165
  Er
  Érbio
  167,3
      167
  Tm
  Túlio
  168,9
      169
  Yb
  Ytérbio
  173,0
      173
  Lu
  Lutécio
  175,0
      175
  Hf
  Háfinio
  178,5
      178,5
  Ta
  Tântalo
  180,9
      181
  W
  Tungstênio
  183,8
      184
  Re
  Rênio
  186,2
      186
  Os
  Ósmio
  190,2
      190
  Ir
  Irídio
  192,2
      192
  Pt
  Platina
  195,1
      195
  Au
  Ouro
  197,0
      197
  Hg
  Mercúrio
  200,6
      200
  Tl
  Tálio
  204,4
      204
  Pb
  Chumbo
  207,2
      207
  Bi
  Bismuto
  209,0
      209
  Po
  Polônio
  209
      209
  At
  Astato
  210
      210
  Rn
  Radônio
  222
      222
  Fr
  Frâncio
  223
      223
  Ra
  Rádio
  226
      226
  Ac
  Actínio
  227
      227
  Th
  Tório
  232
      232
  Pa
  Protactínio
  231
      231
  U
  Urânio
  238,0
      238
  Np
  Netúnio
  237
      237
  Pu
  Plutônio
  244
      244
  Am
  Amerício
  243  
      243
  Cm
  Cúrio
  247
      247
  Bk
  Berquélio
  247
      247
  Cf
  Califórnio
  251
      251
  Es
  Einstênio
  252
      252
  Fm
  Férmio
  257
      257
  Md
  Mendelévio
  258
      258
  No
  Nobélio
  259
      259
  Lr
  Laurêncio
  260
      260
  Rf
  Rutherfórdio
  261
      261
  Db
  Dúbnio
  262
      262
  Sg
  Seabórgio
  263,1
      263
  Bh
  Bóhrio
  262,1
      262
  Hs
  Hássio
  265
      265
  Mt
  Meitnério
  269
      269
  Ds
  Darmstácio
  269
      269
  Rg
  Roentgênio
  272
      272


Para efetuarmos cálculos químicos devemos ter primeiramente o conhecimento de unidade de massa atômica (u.m.a.)

.

                         A Unidade de Massa Atômica                            


Uma unidade de massa atômica (u.m.a.) corresponde a massa de um próton  ou de um nêutron, partícula positiva e neutra presentes no núcleo do átomo.


Podemos também dizer que um u.m.a. corresponde a um doze avos da massa do isótopo de carbono de massa 12 que pode ser representada pela figura abaixo.

O número 0,0833 corresponde ao isótopo de hidrogênio de massa 1.
Entretanto, somando as massas dos três isótopos de hidrogênio, hidrogênio de massa 1, hidrogênio de massa 2 e hidrogênio de massa 3 e dividimos por três, obtemos o valor da massa do isótopo de hidrogênio de massa dois, 0,166 que é a média das massas dos três isótopos. Esse valor será a unidade padrão para as massas dos elementos químicos da tabela periódica.


Como a massa de próton e do nêutron coincide com a massa do hidrogênio.
Ao valor de 0,166 encontrado anteriormente é acrescentado o número de Avogadro e teremos o peso de um átomo de hidrogênio.


                           O Número de Avogadro                                  


Ao pesquisar os gases ideais, nitrogênio, hidrogênio, o Italiano Avogadro percebeu que esses gases a mesma pressão e temperatura teriam o mesmo número de partículas preenchendo o mesmo espaço. A esse valor ele denominou de número de átomos presentes em um átomo-grama, molécula-grama, ou íons-grama que coincidia ao valor de 6,02 x 1023 partículas.

                                          Átomo – Grama                                 


Elemento  químico
Massa atômica
Átomo - grama
Número de partículas
H - hidrogênio
     1 u.m.a.
           1 g
    6,02 x 10+23 átomos
O - oxigênio
   16 u.m.a.
         16 g
    6,02 x 10+23 átomos
S – enxofre
   32 u.m.a.
         32 g
    6,02 x 10+23 átomos
Ca - cálcio
   40 u.m.a.
         40 g
    6,02 x 10+23 átomos
Fe - ferro
   56 u.m.a.
         56 g
    6,02 x 10+23 átomos
Zn - zinco                   
   65 u.m.a.
         65 g
    6,02 x 10+23 átomos
Hg - mercúrio
 200 u.m.a.
       200 g
    6,02 x 10+23 átomos

Exemplos de átomo - grama.


1) Quantos átomos-grama há em 2 gramas do hidrogênio atômico (H)?

Dados massa do hidrogênio = 1



2) Quantos átomos-grama há em 5 gramas do hidrogênio atômico (H)?

3) Quantos átomos-grama  há em 15,2 gramas do hidrogênio atômico (H)?

4) Quantos átomos-grama há em 8 gramas do oxigênio atômico (O)?

Dados massa do oxigênio = 16

5) Quantos átomos-grama há em 10 gramas do elemento químico enxofre (S) e quantos átomos de enxofre há nessas dez gramas?

Dados massa do enxofre = 32
Se um átomo-grama de enxofre tem 6,02 x 1023 átomos de enxofre, então:



6) Em um átomo-grama de oxigênio (O) que corresponde a massa de 16,0 gramas, há 6,02 x 1023 átomos. Quantos átomos de oxigênio atômico há em:

a) 18,0 g?
 b) 12,0 g ?
Seguindo os exemplos dos itens a e b o aluno deverá calcular quantos átomos há nos  valores das massas do oxigênio apresentadas abaixo:


c) 6,5 g, d) 4,0 g, e) 2,0 g, f) 1,0 g, g) 0,9 g, h) 0,7 g, i) 0,5 g,  J) 0, 25 g, k) 0,125 g, l) 1,0 mg, m) 1,0 kg, n) 100,0 g.


d) O elemento químico cálcio é muito importante para o nosso organismo. A sua utilidade está na atuação como cátion nas células do coração, promovendo a força de contração do músculo cardíaco e mantendo juntamente com outros íons, a estabilidade dos "batimentos cardíacos", participa na formação e manutenção da estrutura óssea do nosso corpo. Na reposição do cálcio do seu corpo, uma pessoa ingere uma cápsula de 500 mg de cálcio diária. Quantos átomos de cálcio essa pessoa estará ingerindo a cada dia?

Dado: massa do Ca = 40 g

Assinale somente a alternativa correta.


a) 0,075 x 1021 átomos de cálcio. 

b) 1,75   x 1023 átomos de cálcio.

c) 7,5     x 1021 átomos de cálcio.


d) 0,5     x 1023 átomos de cálcio.

e) 1,5     x 1021 átomos de cálcio.

                                  O Peso de um Átomo                               


O peso de um átomo é a sua massa dividida pelo número de Avogadro. É dado pela expressão abaixo:

1) Qual é o peso de um átomo de hidrogênio (H) se a sua massa é 1.
2) Qual é o peso de um átomo de carbono (C) cuja massa é 12.

3) Qual é o peso de 6,02 x 10+²³ átomos de carbono (C).

                                Exercícios de fixação                               
4) Qual é o peso (massa) de:
a) 1 átomo de sódio (Na)?
b) 2 átomos de sódio (Na)?
c) 3 átomos de sódio (Na)?
O aluno deve continuar os cálculos a seguir.

d) 5 átomos de sódio (Na)?                     j) 1010 átomos de sódio (Na)
e) 10 átomos de sódio (Na)                    k) 1015 átomos de sódio (Na)?

f)  102 átomos de sódio (Na)?                  l) 1020 átomos de sódio (Na)?

g) 103 átomos de sódio (Na)?                m) 1023 átomos de sódio (Na)?

h) 104 átomos de sódio (Na)?                 n) 1025 átomos de sódio (Na)?

i) 106 átomos de sódio (Na)?                  o) 1030 átomos de sódio (Na)?


         Número de Massa de um Elemento Químico                  


Achamos a massa de um elemento químico multiplicando as massas de cada um de seus isótopos naturais encontrados na natureza pela sua porcentagem, somando os resultados do valor encontrado para cada um e dividindo pela somatória de suas porcentagens.



Por exemplo: como achar a massa do átomo de cloro?


Atualmente são conhecidos 17 isótopos de cloro, Cl 31; Cl 32; Cl 33; Cl 34; Cl 35; Cl 36; Cl 37; Cl 38; Cl 39; Cl 40; Cl 41; Cl 42; Cl 43; Cl 44; Cl 45; apenas dois isótopos são abundantes na natureza Cl 35 e Cl 37.

Isótopo 1 do cloro de massa 34,969 u.m.a. é encontrado na natureza 75,4%.

Isótopo 2 do cloro de massa 36,966 u.m.a. é encontrado na natureza 24,6%. 

Calculando a média dos dois isótopos:






  Mol de Moléculas – Molécula - grama  




Substância
Molécula
Massa molecular
Molécula- grama
Número de moléculas
Gás hidrogênio
H2
  2 u.m.a.
          2 g
   6,02 x 1023
Água
H2O
18 u.m.a.
        18 g.
   6,02 x 1023
Ácido sulfúrico
H2SO4
98 u.m.a.
        98 g.
   6,02 x 1023
Hidróxido de sódio
NaOH
40 u.m.a.
        40 g.
   6,02 x 1023
Hidróxido de alumínio
Al (OH)3
78 u.m.a.
        78 g.
   6,02 x 1023
Sacarose
C12H22O11
342 u.m.a.
      342 g.
   6,02 x 1023
Ácido acetilsalicilico
C9H8O4
180 u.m.a.
      180 g.
   6,02 x 1023
Cafeína
C6H10N4O2
170 u.m.a.
      170 g.
   6,02 x 1023


O Número de Átomos e Elementos Químicos Presentes em Uma Molécula 


A molécula do gás hidrogênio.

É formada por apenas 1 elemento químico, hidrogênio, e possui 2 átomos.
A molécula da água.
É formada por 2 elementos químicos diferentes, o hidrogênio e o oxigênio, no total a molécula possui 3 átomos.
A molécula do ácido sulfúrico
É formada por 3 elementos químicos diferentes, o hidrogênio, enxofre e oxigênio, no total a molécula possui 7 átomos.

A molécula do hidróxido de alumínio.
É formada por 3 elementos químicos diferentes, o alumínio, oxigênio e hidrogênio, no total a molécula possui 7 átomos.

A molécula da aspirina, (ácido acetilsalicílico)
É formada por 3 elementos químicos diferentes, o carbono, hidrogênio e o oxigênio, no total a molécula possui 9 carbonos, 8 hidrogênios, 4 oxigênio, 21 átomos.



                  Como Calcular a Massa de Uma Molécula               


Para calcularmos a massa de uma molécula, basta somarmos os valores das massas de seus elementos químicos.

Calcular a massa da água.
Calcular a massa do ácido sulfúrico.
Calcular a massa do hidróxido de cálcio
Calcular a massa da sacarose da cana-de-açúcar.
Calcular a massa do ácido acetilsalicílico, analgésico e antipirético.
Calcular a massa da molécula de cafeina, estimulante do café.
                                                           Exercícios
Calcular as seguintes massas moleculares e compostos iônicos.

 HCl; b) H2S; H3AsO4; HBr; HI; H2SO4; H3PO4; H2CO3; CH3COOH; HClO4; H4P2O7; H2CrO4; NaOH; KOH; LiOH; Al(OH)3; Mg(OH)2; Fe(OH)3; Ca(OH)2; NH4OH; Pb(OH)4;Cu(OH)2; Ba(OH)2; NaCl; NaHCO3; Li2CO3; MgSO4:Na2SO4; NaHPO4; BaSO4; (NH4)2CO3; FeSO4; CaSO4; KNO3; NO; NO2; Cl2O3; SO3; Al2O3; SiO2; C12H22O11; C8H10N4O2; CH3(CH2)16CH3

Dado as massas:

H = 1; Cl = 35,5; S = 32; As = 75; O = 16; Br = 80; I = 127; P = 31; C = 12; Cr = 52; Na = 23; K = 39; Mg = 24; Fe = 56; Ca = 40; N = 14; Pb = 207; Cu = 63,5; Ba = 138; Li = 7; Al = 27; Si = 28

Calculando as massas

HCl = 1  +  35,5 = 36,5 u.m.a.
H2S = (1 x 2) + 32 = 2 + 32 = 34 u.m.a.
H3AsO4 = (1 x 3) + 75 + (4 x16) = 3 + 75 + 64 = 142 u.m.a.
H Br = .........................................................................................................
HI = .............................................................................................................

                           Mol e Números de Mol                                  


Mol é a massa representativa de um elemento químico, molécula ou de substâncias, sabendo que há nesse valor o número embutido de 6,02 x 1023 partículas.




Substância
Átomo  
Molécula ou composto iônico
Massa  grama (s)
Número de partículas
Número de mol
Hidrogênio
     H
        -
      1,0
 6,02 x1023
   1 mol
Oxigênio
     O
        -
     16,0
 6,02 x1023
   1 mol
Cálcio
    Ca
        -
     40,0
 6,02 x1023
   1 mol
Ferro
    Fe
        -
     56,0
 6,02 x1023
   1 mol
Ouro
    Au
        -
    197,0
 6,02 x1023
   1 mol
Gás hidrogênio
     -
      H2
        2,0
 6,02 x1023
   1 mol
Água
     -
    H2O
      18,0
 6,02 x1023
   1 mol
Cloreto de sódio
     -
   NaCl
      58,5
 6,02 x1023
   1 mol
Eugenol
     -
 C10H12O2
    164,0
 6,02 x1023
   1 mol
Sacarose
     -
 C12H22O11
     342,0
 6,02 x1023
   1 mol

Exercícios

Calcular o número de mol 
        
1) Ao adoçar uma xícara de café o uma pessoa colocou uma colher de açúcar sacarose de 15 g. Quantos mol de açúcar o indivíduo ira tomar?


           


2) Quantos mols há em 2,0 gramas do gás hidrogênio?

Gás hidrogênio - H2  - massa = 1  x  2 = 2 u.m.a. = 2,0 g = 1 mol.



3) Quantos mols há em 5,0 g do gás hidrogênio?



4) O gás cloro (Cl2) tem massa = 71 u.m.a. = 71 g = 1 mol. 

Pergunta-se: quanto em mol de gás cloro há em 7,1 g? 

5) Considerando que um litro de água pura a 25 ºC e 1 atmosfera de pressão pesa 1,0 kg, calcule quantos mols dessa água há no litro. Dados H = 1; O = 16

1 mililitro (mL) de água = 1,0 grama

6) O medicamento hidróxido de alumínio, usado contra acidez estomacal, coadjuvante no tratamento de úlcera gástrica e duodenal e também esofagite de refluxo,  vem numa embalagem que contém 240 mL na forma de suspensão oral na dosagem de 6% de Al(OH)3. Quanto mols da substância ativa há no conteúdo desse frasco? Considerar suspensão = 1,0 g/mL. 
1mol de Al(OH)3 = 27 + (3 x 16) + (3 x 1) = 27 + 48 + 3 =78g.
7) Um médico receita para um indivíduo adulto, necessitando de suplemento de cálcio o valor correspondente a 4 cápsulas por dia de 500 mg de CaCO3, casca de ostras de pureza 100%. A partir desses dados você é capaz de dizer qual a necessidade diária de cálcio desse paciente e quanto ele ingere por dia?
Dados: Ca = 40u; C = 12 u; O = 16 u. 
Como o paciente toma 4 cápsulas por dia: 







Adaptado - Química - o homem e a natureza. Geraldo Jose Covre. Ed. FTD, 2000. Vol. 1 p. 384, questão 79 -Fuvest - SP

                       Para o Aluno Calcular                                  

7) Sabendo-se que um mol da substância  iônica cloreto de sódio (NaCl) corresponde a 58,5 gramas, calcule quantas gramas há em: 

0,1 mol       0,4 mol         0,7 mol           0,01 mol        0,07 mol           2,0 mol
0,2 mol       0,5 mol         0,8 mol           0,03 mol        0,09 mol           3,0 mol
0,3 mol       0,6 mol         0,9 mol           0,05 mol        0,095 mol         3,5 mol

8) Um mol de ácido sulfúrico (H2SO4) corresponde a 98 gramas. Quanto(s) mol de ácido sulfúrico haverá em:

196,0 g          490,0 g            49,0 g            6,25 g                 0,78 g
294,0 g          588,0 g           24,5 g             3,125 g               0,39 g
392,0 g          600,0 g           12,5 g             1,5625 g             0,195 g

8) Contar o número de átomos e calcular as massas das moléculas do éter comum e do éter vinílico.

                           éter comum                                                             éter vinílico
Contar o número de átomos e calcular a massa da molécula do Eugenol.   
Contar o número de átomos e calcular a massa da molécula do ácido acetil salicílico.                                                            

                                                                                          Ácido acetil salicílico

Contar o número de átomos e calcular as massas das moléculas da norepinefrina e da clorpromazida.                              
        Norepinefrina                                                                  clorpromazida 

Contar o número de átomos e calcular as massas das moléculas da vitamina B6 e B2.  
                 Vitamina B6                                                          Vitamina B2