Cálculos Químicos
Massa atômica
As grandezas utilizadas pelos químicos relacionam as quantidades ou substâncias expressas em massa, volume, número de átomos, número de moléculas, número de íons e, principalmente, quantidades expressas em mols que, atualmente, são as de maior importância na Química moderna.
Unidade de Massa atômica
Uma unidade de massa atômica (1 u) corresponde desta forma a 
de massa de um átomo de isótopo 12 do carbono.
Portanto:
Exemplo:
Quando dizemos que a massa atômica do átomo de 32S é igual a 32 u, concluímos que:
a massa atômica de um átomo de 32S é igual a 32 u;
a massa atômica de um átomo do Hidrogênio é igual a 1u.
a massa atômica de um átomo do oxigênio é igual a 16u.
a massa de um átomo de 32S é igual a 2,7 vezes a massa de um átomo de C-12.
Massa atômica de um elemento
A maioria dos elementos apresenta isótopos. O cloro, por exemplo, é constituído por uma mistura de 2 isótopos de massas atômicas, respectivamente, 35 e 37.
A massa atômica do cloro é dada pela média ponderada das massas isotópicas:
Portanto:
Massa atômica de um elemento é a média ponderada das massas atômicas dos isótopos naturais desse elemento.
Sendo assim, a massa atômica de um elemento hipotético A, constituído dos isótopos naturais A1, A2, ...., An, pode ser calculada por:
Exemplo:
Quando dizemos que a massa atômica do elemento cloro é 35,5 u, concluímos que:
– cada átomo do elemento cloro pesa em média 35,5 u;
– cada átomo do elemento cloro pesa em média 35,5 vezes mais que da massa do C-12
Massa Molecular
As moléculas são constituídas por átomos unidos através de ligações que podem ser covalentes e iônicas. A massa da molécula é igual à soma dos átomos que a forma, sendo assim, para obtermos a massa molecular devemos somar as massas de todos os átomos contidos na fórmula das substâncias.
Cálculo da Massa Molecular:
Calcular a massa atômica do carbono (C =12u) como exemplo.
C5H10
5.12 = 60
10.1=10
60 + 10 = 70u
Massa molecular do C5H10 : MM=70u
Os índices (5,10) dos elementos foram multiplicados pela massa atômica do carbono (12) e do hidrogênio (1) e em seguida foram somadas as massas dos dois elementos que formam a molécula, resultando 70u, que é a Massa molecular.
Massa Molar
Por exemplo, qual seria a massa molecular do Gás Sulfídrico (H2S)?
Primeiro é preciso saber qual é a massa atômica de cada átomo, que é dada pela Tabela Periódica dos elementos.
Massa atômica do hidrogênio (H) = 1 uma (unidade por massa atômica)
Massa atômica do enxofre (S) = 32,1 uma
A massa molecular será a soma das massas atômicas dos átomos.
Obs.: o hidrogênio da molécula de H2S possui coeficiente 2, então é preciso multiplicar sua massa por 2.
Calculando:
Massa molecular do H2S = 1 • 2 + 32,1 = 34,1 u
(H) (S) (H2S)
Já a massa molar, assim como o número de mols, se relaciona com a constante de Avogadro (6,02 x 1023) através do seguinte conceito:
O número de entidades elementares contidas em 1 mol correspondem à constante de Avogadro, cujo valor é 6,02 x 1023 mol-1.
Sendo assim, a massa molar é a massa de 6,02 x 1023 entidades químicas, e é expressa em g/mol.
Exemplo:
H2S
Massa Molecular = 34,1 u
Massa molar (M) = 34,1 g/mol
Isto quer dizer que em 34,1 g/mol de Gás Sulfídrico temos 6,02 x 1023 moléculas, ou 1 mol de moléculas de Gás Sulfídrico.
Conclusão: a massa molecular e a massa molar possuem os mesmos valores, o que as difere é a unidade de medida, sendo que a massa molar se relaciona com número de mols que é dado pela constante de Avogadro.
Número de Avogrado
Como calcular a quantidade de átomos em 50 gramas de Sódio (Na)?
Massa atômica do Sódio = 23 g (gramas)
Estabelecendo uma relação com o número de Avogadro temos:
1 mol de Na = 23 g = 6,02 x 1023
Pela regra de três teremos:
Em 23 g (Na) têm-se 6,02 x 1023 átomos
Então em 50 g teremos X átomos
Calculando:
23g — 6,02 x 1023
50 g — X
X = 50 • 6,02 x 1023
23
X = 13,08 x 1023 átomos de Sódio (Na)
Volume Molar
Chama-se de Volume Molar ao volume ocupado por 1 mol de cada substância. Para sólidos e líquidos o volume molar depende, entre outras coisas, da natureza, da substância, mas para gases ele só dependerá das condições de temperatura e pressão, qualquer que seja a natureza do gás.
Nas condições normais de pressão e temperatura (p = 1 atm ou 760 mmHg e T= 0oC) o volume molar apresenta um valor constante igual a 22,4 litros que é, portanto, o volume ocupado por 1 mol de qualquer gás nas referidas condições.
É importante deixar claro que o valor de 22,4 litros é o volume calculado para gases ideais. Os gases reais apresentam valores próximos de 22,4 litros.
Vejamos alguns valores de volume molar de gases, em outras condições de temperatura e pressão.
25ºC e 1 atm = 24,4 L mol-1
0ºC e 1 bar = 105 pascal = 22,71 L mol-1
Para encontrar esses valores utiliza-se a fórmula P.V = n.R.T