Qual a massa correspondente a 4 mols de cloro

Em química, a massa molar é uma grandeza física, denominada por M, definida pela massa de uma determinada substância dividida pela quantidade dessa substância, resultado assim na unidade grama por mol, que pode ser escrita como g/mol ou g.mol-1.

Índice Show

Massa molar em compostos
Unidade de massa atômica e o mol
Características atômicas do cloro
Caraterísticas periódicas do cloro
Características físicas do cloro
Características químicas do cloro
Métodos de produção
a) Eletrólise ígnea do cloreto de sódio
b) Eletrólise aquosa do cloreto de sódio
Utilizações do cloro

“A massa molar é tida como a massa em gramas de 6,02×1023 moléculas ou átomos do elemento analisado.” (Skoog, D., 2006)

A massa molar de um elemento se relaciona com a massa atômica multiplicada pela constante molar Mu = 1,0×10-3 kg/mol = 1,0 g/mol. Desse modo, para saber a massa molar de um elemento atômico, devemos procurar seu respectivo número de massa atômica na Tabela Periódica dos Elementos e acrescentar a unidade g/mol (ou g.mol-1). Alguns exemplos de massa molar de elementos:

Hidrogênio (H): 1,0u x 1,0 g/mol = 1,0 g/mol
Carbono (C): 12,0u x 1,0 g/mol = 12,0 g/mol
Cobalto (Co): 59,0u x 1,0 g/mol = 59 g/mol

Quando ocorrem elementos em sua fórmula poliatômica, basta multiplicar a massa atômica do elemento pela quantidade dada pelo número de átomos na molécula:

Gás cloro (Cl2) = 35,0u x 1,0 g/mol x 2 = 70 g/mol
Gás oxigênio (O2) = 16,0u x 1,0 g/mol x 2 = 32 g/mol

Massa molar em compostos

A massa molar em compostos moleculares se relaciona com as massas atômicas dos elementos que constituem estes compostos como também com a quantidade de átomos que apresenta na molécula.

Gás metano (CH4) = [1x(12,0 g/mol) + 4x(1,0 g/mol)] = 16 g/mol
Etanol (C2H5OH) = [6x(1,0 g/mol)+ 2x(12,0 g/mol) + 1x(16,0 g/mol)] = 46 g/mol

Perceba que usamos os números subscritos para multiplicar com as massas atômicas relacionadas em cada átomo, por isso que na molécula do gás metano multiplicamos por 4 vezes a massa molar do Hidrogênio: a molécula de metano contém 4 átomos de Hidrogênio. O mesmo raciocínio é feito com a molécula de etanol, onde aparecem 2 átomos de Carbono e 6 de Hidrogênio, sendo assim, foi preciso multiplicar suas massas atômicas pelos respectivos números de átomos constituintes.

No cálculo estequiométrico é bastante comum relacionar a massa molar com o número de mols em determinada reação. Ora, sabemos que em 1 mol de entidades elementares (átomos, elétrons, nêutrons, etc.) há 6,02×1023 entidades – este é conhecido como número de Avogadro. Logo, podemos montar a seguinte relação:

1 mol = 6,02×1023 entidades
1 g/mol = 6,02×1023 entidades

Logo, podemos nos questionar: quantos átomos de hidrogênio (M = 1,0g/mol) há em 5,0 gramas?

Usando a relação anterior, temos:

1 mol ———- 1,0g/mol (massa molar do átomo)

X ———- —5,0g

X = (5,0g)x (1 mol)/(1,0 g) = 5 mols de Hidrogênio

1 mol ——– 6,02×1023 átomos
5 mols ——– Y
Y = (5 mols)x 6,02×1023 átomos)/(1 mol) = 30,10×1023 átomos de Hidrogênio em 5 gramas

Unidade de massa atômica e o mol

A unidade de massa atômica está baseada numa escala relativa referenciada pelo isótopo de carbono 12C, com massa de 12 u.m.a. Dessa forma, a massa molar do carbono é tida como a massa em gramas de 6,02×1023 átomos do isótopo, ou seja, exatamente 12g. Logo, podemos concluir que a massa molar de qualquer outro elemento é a massa em gramas de 6,02×1023 átomos do elemento, que é numericamente igual à massa atômica em u.m.a.

SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J., Fundamentos de Química Analítica. Thomsom Learning, 2006.

O cloro é um elemento químico representado pela sigla Cl, em razão do nome dado a ele em latim, chlorum, que significa verde. Ele foi nomeado dessa forma porque, quando formado no estado gasoso, apresenta-se na cor amarelo-esverdeada.

Esse elemento foi preparado pela primeira vez no ano de 1774, pelo cientista Carl Scheele, que reagiu o ácido clorídrico com o dióxido de manganês e percebeu a formação de um gás de cor amarelo-esverdeado:

HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + H2O

Porém, apenas em 1810, o cloro foi reconhecido como um elemento pelo químico Humphry Davy, que também o designou dessa forma.

Características atômicas do cloro

Número atômico = 17;
Número de elétrons nas eletrosferas = 17;
Número de prótons no núcleo = 17;
Massa atômica = 35,5 u;
Massa molar = 35,5 g/mol;
Número de níveis de energia = 3 (K, L, M);
Número de subníveis de energia = 5 (1 no nível K, 2 no nível L, 2 no nível M);
Subnível mais energético = 3p5;
Subnível mais externo = 3p5.

Distribuição eletrônica do elemento cloro

Caraterísticas periódicas do cloro

O cloro está localizado no terceiro período da família VII A, ou família dos halogênios, ou grupo de 17 da tabela periódica. Além disso, esse elemento se destaca com relação a algumas propriedades periódicas:

Raio atômico: Dos elementos que pertencem ao terceiro período da tabela periódica, o cloro apresenta raio maior apenas que o do elemento argônio;
Eletronegatividade: É um elemento químico que apresenta uma elevada eletronegatividade quando comparado à de outros ametais, como o bromo e o carbono;
Elevada eletroafinidade;
Baixa eletropositividade.

Características físicas do cloro

Ponto de fusão: -103 oC;
Ponto de ebulição: -34 oC;
Estado físico: gasoso (à temperatura ambiente);
É um ametal;
Suas moléculas são lineares;
Sua forma molecular é apolar.

Características químicas do cloro

O cloro é um elemento químico bastante reativo e é um composto que participa de diversos processos químicos, principalmente os orgânicos, nas chamadas reações de cloração de:

Alcenos;
Alcinos;
Alcadienos;
Ciclanos;
Aromáticos.

Exemplo de uma reação de cloração de um alceno

Na natureza, uma prova da grande reatividade do cloro é o fato de que ele não seja encontrado de forma isolada. Esse elemento faz parte da composição de diversas substâncias diferentes, sejam elas orgânicas ou inorgânicas.

Um grande exemplo da interação do cloro com outros elementos, na formação de substâncias, é o cloreto de sódio (NaCl).

Métodos de produção

Em geral, o cloro pode ser obtido a partir de dois processos:

a) Eletrólise ígnea do cloreto de sódio

Nesse processo, o cloreto de sódio sofre uma fusão (passagem do estado sólido para o líquido). Em seguida, uma descarga elétrica chega até o recipiente, fazendo com que os íons cloro, dissociados na fusão, formem a substância simples cloro gasoso durante uma oxidação.

Equações da eletrólise ígnea do NaCl

b) Eletrólise aquosa do cloreto de sódio

Nesse processo, o cloreto de sódio é dissolvido em água, que sofre autoionização (produz íons). Depois, uma descarga elétrica chega até o recipiente, fazendo com que os íons cloro, dissociados na fusão, formem a substância simples cloro gasoso durante uma oxidação.

Equações da eletrólise aquosa do NaCl

Utilizações do cloro

O cloro é muito utilizado em:

Produção de borrachas sintéticas;
Produção de produtos sanitários (por exemplo, a água sanitária);
Produção de materiais plásticos (exemplos: PVC, teflon,);
Produção de solventes orgânicos (por exemplo, o tetracloreto de carbono);
Produção de inseticidas (por exemplo, o DDT);
Produção de produtos farmacêuticos, como o desinfectante hospitalar;
Produção de produtos veterinários (por exemplo, para o tratamento de pele em cães e gatos);
Na desinfecção de água para o abastecimento público, por meio da ação do ácido hipocloroso;
Na depuração de águas residuais, para evitar a proliferação de bactérias em esgotos e o consequente aumento do mau cheiro.