Química · 9.ª–12.ª classe
Exercícios resolvidos de mole e massa molar
Resposta curta
Nos exercícios de mole e massa molar usam-se três relações: M = soma das massas atómicas (g/mol), n = m ÷ M e N = n × NA, com NA = 6,02 × 1023 mol-1. Quase todos os problemas resolvem-se encadeando estas três fórmulas: massa, mole, número de partículas.
Resumo da teoria necessária
Relações-chave
Massa molar: M = Σ (massa atómica × índice) em g/mol Quantidade de matéria: n = m ÷ M (m em g) Número de entidades: N = n × NA (NA = 6,02 × 1023 mol-1) Gases em PTN: V = n × 22,4 (V em L)
Massas atómicas usadas neste artigo: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; P = 31; S = 32; Cl = 35,5; Ca = 40; Fe = 56.
Estratégia de resolução
- Escreva os dados com unidade e identifique a incógnita.
- Calcule a massa molar da substância (se for preciso).
- Passe para mol: é a «moeda» que liga massa, partículas e volume.
- Converta de mol para a grandeza pedida.
- Verifique regressando ao dado inicial.
Exercícios resolvidos
Exercício 1 (básico) — Massa molar com parênteses
Enunciado: Calcule a massa molar do nitrato de cálcio, Ca(NO3)2, e a quantidade de matéria em 82 g deste sal.
Resolução:
- Átomos: 1 Ca, 2 N, 6 O.
- M = 40 + 2 × 14 + 6 × 16 = 40 + 28 + 96 = 164 g/mol.
- n = 82 ÷ 164 = 0,5.
Resposta: M = 164 g/mol e n = 0,5 mol. Verificação: 0,5 × 164 = 82 g.
Exercício 2 (intermédio) — Do número de moléculas à massa
Enunciado: Qual é a massa de uma amostra com 3,01 × 1023 moléculas de CO2?
Resolução:
- n = N ÷ NA = 3,01 × 1023 ÷ 6,02 × 1023 = 0,5 mol.
- M(CO2) = 12 + 32 = 44 g/mol.
- m = n × M = 0,5 × 44 = 22.
Resposta: m = 22 g. Verificação: 22 ÷ 44 = 0,5 mol, que corresponde a metade de 6,02 × 1023 moléculas.
Exercício 3 (exame) — Várias grandezas numa amostra
Enunciado: Uma amostra de 3,4 g de amoníaco, NH3, está em condições PTN. Calcule: (a) a quantidade de matéria; (b) o número de moléculas; (c) o número de átomos de hidrogénio; (d) o volume ocupado.
Resolução:
- M(NH3) = 14 + 3 = 17 g/mol.
- (a) n = 3,4 ÷ 17 = 0,2 mol.
- (b) N = 0,2 × 6,02 × 1023 = 1,204 × 1023 moléculas.
- (c) Há 3 átomos de H por molécula: 3 × 0,2 = 0,6 mol de H; N(H) = 0,6 × 6,02 × 1023 = 3,612 × 1023.
- (d) V = 0,2 × 22,4 = 4,48 L.
Resposta: (a) 0,2 mol; (b) 1,204 × 1023; (c) 3,612 × 1023 átomos de H; (d) 4,48 L. Verificação: o número de átomos de H é 3 vezes o de moléculas (3 × 1,204 = 3,612).
Exercício 4 (exame) — Comparar amostras de igual massa
Enunciado: Tem-se 32 g de O2, 32 g de CH4 e 32 g de SO2. Qual das amostras tem mais moléculas? (S = 32; C = 12; H = 1; O = 16)
Resolução:
- M(O2) = 32 g/mol; n = 32 ÷ 32 = 1 mol.
- M(CH4) = 12 + 4 = 16 g/mol; n = 32 ÷ 16 = 2 mol.
- M(SO2) = 32 + 32 = 64 g/mol; n = 32 ÷ 64 = 0,5 mol.
- O número de moléculas é proporcional a n.
Resposta: a amostra de CH4 (2 mol, ou 1,204 × 1024 moléculas) é a que tem mais moléculas. Verificação: quanto menor a massa molar, mais moles há para a mesma massa.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Calcule a massa molar do hidróxido de alumínio, Al(OH)3. (Al = 27; O = 16; H = 1)
Ver solução
M = 27 + 3 × (16 + 1) = 27 + 51 = 78 g/mol.
2Exercício 2
Qual é a massa de 0,2 mol de cloreto de sódio, NaCl? (Na = 23; Cl = 35,5)
Ver solução
M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol. m = 0,2 × 58,5 = 11,7 g.
3Exercício 3
Calcule a quantidade de matéria em 49 g de ácido fosfórico, H3PO4. (H = 1; P = 31; O = 16)
Ver solução
M = 3 × 1 + 31 + 4 × 16 = 3 + 31 + 64 = 98 g/mol. n = 49 ÷ 98 = 0,5 mol.
4Exercício 4
Quantos átomos há em 0,5 mol de átomos de carbono?
Ver solução
N = 0,5 × 6,02 × 1023 = 3,01 × 1023 átomos.
5Exercício 5
Um volume de 5,6 L de CO2, em PTN, tem que massa? (C = 12; O = 16)
Ver dica
Primeiro n = V ÷ 22,4, depois m = n × M.
Ver solução
n = 5,6 ÷ 22,4 = 0,25 mol. M(CO2) = 44 g/mol. m = 0,25 × 44 = 11 g.
6Exercício 6
Numa amostra com 6,02 × 1022 moléculas de glicose, C6H12O6, calcule a massa da amostra e o número total de átomos. (C = 12; H = 1; O = 16)
Ver dica
Cada molécula tem 6 + 12 + 6 = 24 átomos.
Ver solução
n = 6,02 × 1022 ÷ 6,02 × 1023 = 0,1 mol. M = 180 g/mol, logo m = 0,1 × 180 = 18 g. Átomos: 0,1 × 24 = 2,4 mol de átomos, N = 2,4 × 6,02 × 1023 = 1,4448 × 1024 átomos.
Erros frequentes
- Esquecer o índice fora do parêntese, como em Ca(NO3)2, onde o 2 multiplica N e O.
- Misturar o símbolo n com N. n é em mol; N é o número de partículas.
- Contar moléculas quando se pede átomos (ou o contrário). Releia a pergunta e use a atomicidade.
- Comparar amostras pela massa em vez de pelas moles. O número de partículas depende de n, não de m.
- Dividir N por NA com as potências erradas. Subtraia os expoentes: 1022 ÷ 1023 = 10-1.
- Esquecer a unidade ou usar L/mol num sólido.
Perguntas frequentes
Como estudar este tema com exercícios?
Comece pelos exercícios de uma só etapa (massa molar, n = m ÷ M), passe aos de duas etapas (m para n para N) e termine com problemas que comparam amostras. Resolva sem olhar para a solução e só depois confira.
Que tipo de exercícios saem nos exames?
Costumam pedir várias grandezas da mesma amostra (n, N, átomos de um elemento, volume em PTN) e comparações entre amostras. Pede-se por vezes a massa molar de um sal com parênteses ou hidratado.
Onde posso rever a teoria?
Nos artigos do MeuGuia sobre a mole, a massa molar e a quantidade de matéria, e no manual da sua classe. Se errar num passo, volte ao artigo do conceito em causa.
Como sei que a minha resposta é razoável?
Regresse ao dado inicial: se calculou n a partir de m, confirme que n × M devolve m. Confirme também a ordem de grandeza: amostras de poucos gramas têm n entre 0,01 e 10 mol.
Resumo
- Encadeie massa, mole e número de partículas: m, n, N.
- M em g/mol; n = m ÷ M; N = n × NA; V = n × 22,4 (gases em PTN).
- Conte átomos pela fórmula da molécula, multiplicando n pela atomicidade.
- Para comparar amostras, converta tudo em mol.
- Verifique o resultado recuando um passo.
Onde aprofundar
- O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), exercícios de fim de capítulo sobre a mole.
- A tabela periódica da IUPAC, para as massas atómicas.
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