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Os químicos usam regularmente moles e litros como unidades para descrever a quantidade de substâncias químicas. No entanto, há uma diferença fundamental entre os dois. Moles descrevem uma quantidade padrão de átomos ou moléculas de uma substância.
Número Avogadros
O número de partículas em uma toupeira às vezes é chamado de número Avogadros e é muito grande, normalmente representado como: 6,02 × 1023. Esse número foi determinado em 1800 por matemáticos e físicos através do estudo da teoria molecular cinética e do movimento browniano. É importante poder determinar o número de partículas em alguma unidade de gás, a fim de calcular a massa do gás.
Litros, no entanto, são uma medida do volume usado no sistema métrico. Mas, embora não exista uma calculadora de litros em moléculas, você pode converter de litros em moles ou mL em moles se souber a densidade de seu produto químico e se primeiro calcular seu peso molecular.
Como converter litros em moles
Escreva a fórmula química do produto químico que você está convertendo de litros em moles. Esta fórmula mostra quantos tipos de átomos existem em cada molécula e quantos de cada tipo. O ciclohexano químico, por exemplo, tem a fórmula C6H12.
Pesquise o peso atômico de cada elemento na fórmula química, usando uma tabela periódica. Para o ciclohexano, você procuraria o peso atômico do carbono (C), que é 12,01 e do hidrogênio (H), que é 1,008.
Multiplique o peso atômico de cada elemento pelo número de átomos desse elemento na fórmula e adicione todos os produtos resultantes. Este valor é o peso molecular grama do produto químico, em unidades de gramas por mole. No caso do ciclo-hexano, você calcularia (12,01) × (6) + (1,008) × (12) = 84,16 gramas por mole.
Multiplique o volume do composto, em litros, por 1.000. Isso converterá o volume em unidades de mililitros. Se você tivesse 2 litros de ciclo-hexano, por exemplo, converteria isso da seguinte maneira; 2 x 1000 = 2.000 mililitros.
Multiplique o volume do seu produto químico, em mililitros, pelo valor da densidade, em gramas por mililitro. Este cálculo fornece o peso do composto, em gramas. Laboratórios e fontes de referência técnica geralmente usam unidades de gramas por mililitro para descrever a densidade de substâncias.
Você pode encontrar a densidade do seu composto na seção "propriedades físicas" da folha de dados de segurança do material fornecida pelo fabricante com o produto químico. A densidade do ciclo-hexano é de 0,78 gramas por mililitro; portanto, o peso do ciclo-hexano em 2.000 mililitros é (2000) (0,78) = 1.560 gramas.
Divida o peso que você acabou de calcular pelo peso molecular do seu produto químico, em gramas por mole. O resultado é o número de mols do composto no número de litros com que você começou no início de seus cálculos. No caso do exemplo, as moles de ciclo-hexano são encontradas pelo cálculo de 1.560 gramas / 84,16 gramas / mole = 18,5 moles.
É comum usar molaridade, ou as toupeiras de um soluto que é dissolvido em um solvente para descrever a concentração de um composto químico. Ao usar essas unidades, é fácil determinar como as concentrações precisam ser ajustadas adicionando mais solvente ou soluto.
Dicas
Fato engraçado!
Apesar do nome, o número de Avogadros não foi determinado por Amadeo Avogadro, mas referido como tal por aqueles que procuram encontrar a estimativa correta de partículas em uma toupeira de gás. O primeiro a usar o termo foi um físico francês, Jean Baptiste Perrin.