Síntese
Explicação do conceito de quantidade de substância associada à Lei de Avogrado.
Palavras-chave
- Quantidade de substância
- Lei de Avogrado
- Mole
- Número de Avogadro
Objectivos de aprendizagem
A aprendizagem neste tópico envolve os seguintes objectivos:
- Definir quantidade de substância e a sua unidade;
- Definir a Lei de Avogadro.
Pré-requisitos
Os seguintes conhecimentos são essenciais para a compreensão deste tópico:
A grandeza física que nos indica a quantidade de partículas existentes num dado sistema designa-se por quantidade de substância, e é comum representá-la pela letra n. A unidade de quantidade de substância é a mole, e abrevia-se por mol.
Quantidade de substância – Definição de mole
Uma mole ou 1 mol é a quantidade de substância de um sistema, que contém tantas entidades elementares (átomos, moléculas, electrões, etc.) quanto o número de átomos que existem em 0.012 kg de carbono 12.
O número de átomos presentes em 0.012 kg de carbono-12 é um valor constante que se designa por número de Avogadro ou constante de Avogadro, e cujo valor é 6.022×1023 mol-1. O número de Avogadro é representado por NA.
Se por exemplo, um sistema possuir 1 mol de moléculas de dióxido de carbono, então existem 6.022×1023 moléculas de dióxido de carbono. Caso existam 2 mol de moléculas de dióxido de carbono, então temos 2×6.022×1023 moléculas de dióxido de carbono. Assim sendo, o número de entidades, N, que um certo sistema possui, pode ser dado por:
N = n × NA
Foi o químico italiano Amadeo Avogadro (1776 – 1856), o primeiro a enunciar uma hipótese que posteriormente ficou conhecida como lei de Avogadro.
Lei de Avogadro
Volumes iguais de gases ideais diferentes, à mesma pressão e temperatura, têm o mesmo número de moléculas.
O volume de 1 mol de gás
ideal
,
a pressão e temperatura normais (pressão de 1 atmosfera
e temperatura de 237.15 K), é 22.41
l.
O volume ocupado por 1 mol de um gás real, a pressão e temperatura normais, difere muito ligeiramente do volume acima referido para gases ideais.
Exemplo
A pressão e temperatura normais, o volume ocupado por 1 mol de oxigénio ou de azoto é 22.40 l, próximo do valor para um gás ideal, e mesmo 1 mol de hidrogénio ocupa o volume de 22.43 l, ainda relativamente próximo do valor do gás ideal.
Observa-se que a diferença entre os volumes é mínima, praticamente negligenciável, e por isso a lei de Avogadro é válida para a maioria dos gases reais.
Como consequência desta lei, podemos afirmar que é uma boa aproximação da realidade considerar que o volume de um gás é independente do tamanho ou massa das moléculas que o constituem, ou seja, no estudo das propriedades termodinâmicas de um gás real, consideramo-lo como sendo um gás ideal.
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