A tabela abaixo apresenta o mol, em gramas, de várias substâncias:
Substância | Au | HCl |
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Mol (g) | 197 | 36,5 | 48 | 72 | 18 |
Comparando massas iguais dessas substâncias, a que apresenta maior número de moléculas é:
a) Au
b) HCl
c)
d)
e)
Justifique a sua resposta.
a) Au
b) HCl
c)
d)
e)
Justifique a sua resposta.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma tabela com várias substâncias e suas massas em gramas:
Substância | Au | HCl |
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---|---|---|---|---|---|
Mol (g) | 197 | 36,5 | 48 | 72 | 18 |
A pergunta é: Comparando massas iguais dessas substâncias, qual delas apresenta o maior número de moléculas? Os conteúdos que vamos precisar para resolver isso envolvem:
- Massa Molar: A massa de uma molécula de cada substância.
- Número de Moléculas: Relaciona a massa da substância com a quantidade de moléculas presentes.
Vamos precisar entender como calcular o número de moléculas a partir da massa e da massa molar.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o número de moléculas em uma certa massa de uma substância depende de quantos mols dessa substância temos. A relação é dada pela fórmula:
Onde:
- $ n $ é o número de mols.
- $ N_A $ é a constante de Avogadro (
moléculas/mol).
Passo 3
Para encontrar o número de mols ($ n $) de cada substância, usamos a fórmula:
Onde:
- $ m $ é a massa da substância.
- $ M $ é a massa molar da substância.
Como estamos comparando massas iguais, podemos assumir que $ m $ é o mesmo para todas as substâncias. Portanto, o número de mols é inversamente proporcional à massa molar ($ M $).
Passo 4
Vamos calcular o número de mols para cada substância usando a massa fornecida:
-
Ouro (Au):
-
Cloreto de Hidrogênio (HCl):
-
Ozônio (
): -
Pentano (
): -
Água (
):
Passo 5
Observamos que, para todas as substâncias, o número de mols é o mesmo (1 mol) quando comparamos as massas fornecidas. Porém, o que determina o número de moléculas é justamente o número de mols multiplicado pela constante de Avogadro:
Como $ n $ é igual para todas, precisamos verificar a massa molar para determinar qual tem mais moléculas.
Passo 6
Na verdade, já vimos que quando a massa é a mesma, a substância com a menor massa molar terá mais mols, portanto mais moléculas. Vamos reavaliar:
Fazendo uma correção, perceba que no Passo 4, assumimos que todas têm 1 mol para suas respectivas massas, mas na verdade, a massa comparada deve ser a mesma para todas as substâncias. Se compararmos, por exemplo, 100 g de cada substância, a que tem a menor massa molar terá mais mols. Assim:
- Quanto menor a massa molar $ M $, maior o número de mols $ n = \frac{m}{M} $, e consequentemente, maior o número de moléculas.
Passo 7
Vamos considerar uma massa igual, digamos, 100 g para facilitar a comparação. Calculamos o número de mols para cada substância:
-
Ouro (Au):
-
Cloreto de Hidrogênio (HCl):
-
Ozônio (
): -
Pentano (
): -
Água (
):
Passo 8
Agora, observando os valores de $ n $ calculados:
- Au: 0,508 mol
- HCl: 2,74 mol
- O3: 2,08 mol
- C5H12: 1,39 mol
- H2O: 5,56 mol
Percebemos que a água ($ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} $) tem o maior número de mols quando comparamos a mesma massa (100 g). Como o número de moléculas é diretamente proporcional ao número de mols, a água também terá o maior número de moléculas.
Resposta
A substância que apresenta maior número de moléculas é a e)
(água).