Como calcular a massa molar, incluindo parênteses e hidratos

Os três casos que o cálculo tem de tratar

O índice simples é o caso fácil: conta os átomos do elemento que o precede imediatamente, e um elemento sem índice conta uma vez. C6H12O6 são seis carbonos, doze hidrogénios e seis oxigénios, ou seja 180,156 g/mol. Aqui não cai ninguém, e é por isso que os manuais param mesmo aí, antes de o aluno encontrar uma fórmula real.

É com os parênteses que se perdem pontos. Em Ca(NO3)2 o grupo NO3 aparece duas vezes, pelo que a fórmula contém dois azotos e seis oxigénios, e é esse seis que se esquece. O caso do hidrato é outra coisa: o ponto de CuSO4·5H2O não multiplica o sulfato de cobre, manda somar cinco moléculas de água distintas. O sal anidro pesa 159,602 g/mol, as cinco águas 90,075 g/mol, e o penta-hidrato é a sua soma, 249,677 g/mol — mais de um terço do cristal que pesa é água.

Massa molar, massa molecular e massa fórmula

Os três nomes descrevem o mesmo cálculo com unidades diferentes. A massa molecular relativa é uma razão e por isso não tem unidade: a água vale 18,015, ponto final. A massa molar é a massa de uma mole e leva g/mol: a água vale 18,015 g/mol. A massa fórmula é o termo usado quando a substância não tem moléculas discretas, como um sólido iónico tipo NaCl, onde CaCO3 ou NaCl descreve uma proporção repetida numa rede e não uma partícula isolável.

Os números coincidem por causa de como a mole é definida. Desde a revisão do SI de 2019, uma mole são exatamente 6,02214076 × 10^23 entidades: uma contagem fixa, e não uma massa de carbono 12. A consequência é subtil mas vale a pena conhecê-la: o grama por mole já não está rigorosamente ligado à escala do carbono 12, pelo que a constante de massa molar é agora uma grandeza experimental que vale 1 g/mol com uma precisão de uma parte em mil milhões. Para qualquer cálculo feito à mão, tratá-las como idênticas é exato que chegue.

Onde o resultado falha

As maiúsculas são uma afirmação química, não uma preferência de escrita. CO é monóxido de carbono, 28,010 g/mol; Co é cobalto, 58,933. Qualquer analisador sério recusa um símbolo desconhecido em vez de adivinhar: uma fórmula que devolve erro é em geral uma minúscula que devia ser maiúscula, ou o contrário num símbolo de duas letras.

O segundo erro recorrente é arredondar no início em vez de no fim. Os pesos atómicos são publicados com três ou quatro casas por alguma razão, e truncá-los antes de multiplicar por um índice grande amplifica a perda. Arredonde uma só vez, no fim, com a precisão de que a pergunta precisa: duas casas chegam para quase todo o exercício escolar, quatro quando uma massa molar alimenta uma titulação ou um resultado gravimétrico que depois subtrairá de um número de tamanho semelhante.

Perguntas frequentes

Porque é que duas fontes dão massas molares ligeiramente diferentes?

Porque os pesos atómicos padrão são médias sobre a abundância isotópica natural, e essa abundância varia um pouco consoante a fonte geológica. A IUPAC publica agora intervalos em vez de valores únicos para uma dúzia de elementos, entre eles hidrogénio, carbono, oxigénio e enxofre, e cada tabela escolhe um valor convencional diferente dentro deles. A discrepância cai na terceira ou quarta casa decimal e nunca muda um resultado à precisão escolar.

A massa molar é o mesmo que o peso molecular?

Numericamente sim, dimensionalmente não. Peso molecular é o nome antigo da massa molecular relativa, um número puro sem unidade; a massa molar é esse mesmo número expresso em g/mol. Como coincidem em todos os algarismos que vai usar, a distinção só pesa se o enunciado pedir unidades, ou quando cancela unidades num cálculo longo e precisa de g/mol para fazer desaparecer os gramas.

A água de hidratação conta quando peso um reagente?

Conta por inteiro, e esquecê-la é a forma clássica de preparar uma solução cerca de um terço demasiado diluída. Suponha que precisa de uma mole de sulfato de cobre: procura o valor anidro de 159,602 g/mol e pesa essa massa de um frasco de penta-hidrato; só retirou 159,602 a dividir por 249,677, ou seja 0,639 mol — menos 36 %, que é exatamente a fração de água do cristal. Verifique que forma o frasco contém antes de converter uma massa em moles: o rótulo tem o ponto ou não tem, e para este efeito são substâncias diferentes.