Calculando a massa atômica média

A massa atômica média não é uma medida direta de um único átomo. Em vez disso, é a massa média por átomo de uma quantidade específica de um determinado elemento. Se você puder medir a massa de bilhões de átomos individuais, poderá calcular esse valor da mesma forma que a média. Felizmente, existe um método mais prático que se baseia em informações observadas sobre a raridade de diferentes isótopos.

Degraus

Parte 1 de 2: Calculando a massa atômica média

Imagem intitulada Encontre a massa atômica média Etapa 1
1. Entenda isótopos e massas atômicas. A maioria dos elementos ocorre naturalmente em múltiplas formas ou isótopos. A única diferença entre dois isótopos do mesmo elemento é o número de nêutrons por átomo e, portanto, a massa atômica. A massa atômica média de um elemento leva em consideração essas variações e fornece a massa média por átomo em uma determinada quantidade desse elemento.
  • Por exemplo, o elemento prata (Ag) tem dois isótopos naturais: Ag-107 e Ag-109 (ou Ag e Ag). Isótopos são nomeados após o "número de massa", ou a soma de prótons e nêutrons em um átomo. Isso significa que o Ag-109 tem dois nêutrons extras por átomo em comparação com o Ag-107 e, portanto, um pouco mais de massa.
Imagem intitulada Encontre a massa atômica média Etapa 2
2. Encontre a massa de cada isótopo. Você precisa de dois tipos de informações para cada isótopo, que você pode procurar em um livro de referência ou em um recurso online, como elementos da web.com. A primeira é a massa atômica, ou a massa de um átomo de qualquer isótopo. Isótopos com mais nêutrons têm mais massa.
  • Por exemplo: Por exemplo, o isótopo Ag-107 (prata) tem uma massa atômica de 106,90509 divertir (unidade de massa atômica). O isótopo Ag-109 é ligeiramente mais pesado com uma massa de 108.90470.
  • As últimas casas decimais podem ser ligeiramente diferentes dependendo da fonte. Não inclua números entre parênteses após a massa.
  • Imagem intitulada Encontre a massa atômica média Etapa 3
    3. Anote a abundância de cada isótopo. Esta medida informa o quão comum é o isótopo (como porcentagem de todos os átomos do elemento). Você pode encontrar isso na mesma fonte onde você encontrou as massas. O número de isótopos deve somar 100% (embora possa estar um pouco fora devido a erros de arredondamento).
  • O isótopo Ag-107 tem uma porcentagem de 5,86%. AG-109 é um pouco menos comum com uma taxa de 48,14%. Isso significa que uma quantidade específica de prata contém 51,86% Ag-107 e 48,14% Ag-109.
  • Ignore todos os isótopos sem especificar a porcentagem. Esses isótopos não ocorrem naturalmente na Terra.
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    4. Converter porcentagens em decimais. Divida a porcentagem de um isótopo por 100 para o valor decimal.
  • No problema de exemplo, as porcentagens são: 51,86 / 100 = 0,5186 e 48,14/100 = 0,4814.
  • Imagem intitulada Find Average Atomic Mass Step 5
    5. Determine a média ponderada das massas. A massa atômica média de um elemento com n isótopos é igual (massaisótopo 1 * porcentagemisótopo 1) + (massaisótopo 2 * porcentagemisótopo 2) + ... + (massaisótopo n * porcentagemisótopo n. Este é um exemplo de uma "média ponderada", o que significa que as massas mais comuns (mais abundantes) têm um efeito maior no resultado. Aqui está como usar esta fórmula para prata:
  • Massa Atômica MédiaAg = (massaAg-107 * porcentagemAg-107) + (massaAg-109 * porcentagemAg-109)
    =(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
    = 55,4410 + 52,4267
    = 107,8677 uma.
  • Procure o elemento na tabela periódica para verificar sua resposta. A massa atômica média é geralmente escrita sob o símbolo do elemento.
  • Parte 2 de 2: Usando o resultado

    Imagem intitulada Encontre a Massa Atômica Média Etapa 6
    1. Converter massa em número de átomos. A massa atômica média informa a relação entre a massa e o número de átomos em uma quantidade específica do elemento. Isso é útil em química experimental, pois é quase impossível contar átomos individuais, mas é fácil medir a massa. Por exemplo, você pode pesar uma amostra de prata e prever que cada massa de 107,8677 amu contém um átomo de prata.
    Imagem intitulada Find Average Atomic Mass Step 7
    2. Converter em massa molar. As unidades de massa atômica são muito pequenas, então os químicos geralmente pesam quantidades de átomos em gramas. Felizmente, esses termos foram definidos para tornar a conversão o mais fácil possível. Você só precisa multiplicar a massa atômica média por 1 g/mol (a constante de massa molar) para obter uma resposta em g/mol. Por exemplo, 107,8677 gramas de prata contém em média um mol de átomos de prata.
    Imagem intitulada Find Average Atomic Mass Step 8
    3. Determine a massa molecular média. Como uma molécula é simplesmente uma coleção de átomos, você pode somar as massas dos átomos para determinar a massa da molécula. Se você usar a massa atômica média (em vez da massa de um isótopo específico), a resposta é a massa molecular média encontrada em uma quantidade natural. Aqui está um exemplo:
  • Uma molécula de água tem a fórmula química H2O e, portanto, contém dois átomos de hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio (O).
  • O hidrogênio tem uma massa atômica média de 1,00794 amu. Os átomos de oxigênio têm uma massa média de 15,9994 amu.
  • A massa média de uma molécula de H2O é igual a (1,00794)(2) + 15,9994 = 18,01528 amu, equivalente a 18,01528 g/mol.
  • Pontas

    • O termo massa atômica relativa às vezes é usado como sinônimo de massa atômica média. No entanto, há uma pequena diferença, pois a massa atômica relativa não possui unidades; é uma medida da massa relativa ao átomo de carbono C-12. No entanto, desde que você use unidades de massa atômica em seu cálculo de massa média, os dois valores são numericamente idênticos.
    • O número entre parênteses após uma massa atômica é a incerteza do número final. Por exemplo: Uma massa atômica de 1,0173(4) significa que as amostras típicas têm uma margem de erro de ±0,0004. Você não precisa levar isso em consideração, a menos que o problema exija.
    • Com raras exceções, os elementos mais abaixo na tabela periódica têm uma massa média maior do que os elementos antes deles. Esta é uma maneira rápida de verificar se suas respostas fazem sentido.
    • 1 unidade de massa atômica é definida como 1/12 da massa de um átomo de carbono C-12.
    • A abundância dos isótopos é baseada em amostras que ocorrem naturalmente na Terra. Substâncias incomuns, como um meteorito ou uma amostra feita em laboratório, podem ter diferentes proporções de isótopos e, portanto, uma massa atômica média diferente.

    Avisos

    • As massas atômicas são quase sempre representadas como uma unidade de massa atômica (amu ou u) (também chamada de Dalton ou Da). Nunca coloque outra unidade de massa (como kg) após um número sem convertê-lo.

    Necessidades

    • Lápis
    • Papel
    • Calculadora
    • Porcentagens de isótopos
    • Unidades de massa atômica de isótopos

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