Conceitos de Massa Molar e Moles de Compostos

Massa Molar de Compostos Covalentes

As fórmulas químicas representam a composição elementar das substâncias. Para os compostos covalentes, a fórmula representa os números e tipos de átomos que compõem uma única molécula da substância; assim, a massa molar pode ser correctamente referida como massa molecular. A massa molecular do clorofórmio (CHCl₃), um composto covalente, indica que uma única molécula contém um átomo de carbono, um átomo de hidrogénio, e três átomos de cloro. A massa molecular média de uma molécula de clorofórmio é igual à soma das massas atómicas médias destes átomos:

Massa Molar de Compostos Iónicos

Os compostos iónicos são compostos por catiões e aniões discretos que são combinados em relações de forma a produzir massa volumosa eletricamente neutra. A massa molar para um composto iónico é calculada da mesma forma que a massa molar para compostos covalentes: somando as massas atómicas médias de todos os átomos na fórmula do composto. No entanto, a fórmula de um composto iónico não representa a composição de uma molécula discreta, portanto pode não ser corretamente referida como ‘massa molecular’.

Por exemplo, o sal de mesa comum ou cloreto de sódio (NaCl) é um composto iónico composto por catiões de sódio (Na⁺) e aniões cloreto (Cl⁻) combinados em uma razão de 1:1. A massa molar para este composto é calculada adicionando as massas atómicas médias dos seus elementos constitutivos:

Ao computar a massa molar de um composto iónico, são utilizadas as massas médias de átomos neutros de sódio e cloro, em vez das massas para catiões de sódio e aniões cloreto. Mesmo que um catião de sódio tenha uma massa ligeiramente menor do que um átomo de sódio (uma vez que está a faltar um eletrão), esta diferença será compensada pelo facto de que um anião cloreto é ligeiramente mais pesado do que um átomo de cloro (devido ao eletrão extra). Além disso, a massa de um eletrão é pequena, de forma desprezível, em relação à massa de um átomo típico.

Composição Percentual de Massa

A composição elementar de um composto define a sua identidade química, e as fórmulas químicas são a maneira mais concisa de representar esta composição elementar. A percentagem de massa de cada elemento no composto é chamada de percentagem de massa desse elemento específico. A composição percentual pode ser calculada dividindo a massa de cada elemento pela massa total do composto e, em seguida, converter para uma percentagem.

A composição percentual é útil para avaliar a abundância relativa de um determinado elemento em diferentes compostos de fórmulas conhecidas. Desde que a fórmula molecular ou empírica do composto em questão seja conhecida, a composição percentual pode ser derivada das massas atómicas ou molares dos elementos do composto. 

Por exemplo, uma molécula de ácido nítrico (HNO₃) contém um átomo de azoto pesando 14,01 amu, um átomo de hidrogénio pesando 1,008 amu, e três átomos de oxigénio pesando (3 × 16,00 amu) = 48,00 amu. A massa molar do ácido nítrico é, portanto (14,01 amu + 1,008 amu + 48,00 amu) = 63,02 amu, e sua composição percentual é:

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 3.1: Formula Mass and the Mole Concept e Openstax, Chemistry 2e, Section 3.2: Determining Empirical and Molecular Formulas.