Conversor de Mol - Converter Mols para Átomos e Moléculas

O que é um conversor de mols?

Um conversor de mols é uma ferramenta que converte entre mols e o número de partículas (átomos, moléculas ou íons) de uma amostra. Ele usa o número de Avogadro, cerca de 6,022 × 10²³, a quantidade de partículas em um mol de qualquer substância.

Átomos e moléculas são pequenos demais e numerosos demais para serem contados um a um. Os químicos resolvem isso contando em mols em vez de partículas individuais, do mesmo modo que alguém compra ovos por dúzia em vez de um de cada vez.

O que é o número de Avogadro?

O número de Avogadro é a quantidade de partículas elementares em um mol de uma substância: cerca de 6,022 × 10²³. Seu nome homenageia o cientista italiano Amedeo Avogadro, embora ele nunca tenha estimado o valor.

Desde 2019, o número é fixado por acordo internacional em exatamente 6,022 140 76 × 10²³ por mol, como parte de uma redefinição do Sistema Internacional de Unidades (SI). O valor não tem incerteza de medição. Esta calculadora usa o valor exato e mostra os resultados com sete algarismos significativos. Para cálculos aproximados à mão, 6,022 × 10²³ é suficiente.

Fórmulas de conversão de mols

Duas fórmulas abrangem todas as conversões realizadas por esta calculadora.

De mols para partículas

$\text{Partículas} = \text{Mols} \times 6.02214076 \times 10^{23}$

Multiplique o número de mols pelo número de Avogadro para obter a quantidade de átomos ou moléculas.

De partículas para mols

$\text{Mols} = \frac{\text{Partículas}}{6.02214076 \times 10^{23}}$

Divida o número de partículas pelo número de Avogadro para obter o número de mols.

Como usar a calculadora conversora de mols

Para converter mols em átomos ou moléculas:

1. Escolha um tipo de partícula: átomos ou moléculas.
2. Insira o número de mols.
3. A quantidade de partículas aparece automaticamente.

Para converter átomos ou moléculas em mols:

1. Escolha um tipo de partícula: átomos ou moléculas.
2. Insira o número de partículas. A notação científica, como 3.011e23, é aceita.
3. O número de mols aparece automaticamente.

A calculadora muda para a notação científica em resultados muito grandes ou muito pequenos, para que longas sequências de zeros não apareçam na tela.

Exemplos resolvidos

Os resultados abaixo são os valores exibidos pela calculadora, com a constante exata.

Exemplo 1: de mols para moléculas. Quantas moléculas de água existem em 0,05 mol de água?

$0.05 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 3.011070 \times 10^{22} \text{ moléculas}$

Exemplo 2: de átomos para mols. Quantos mols existem em 1,204428 × 10²⁴ átomos de carbono?

$\frac{1.204428 \times 10^{24}}{6.02214076 \times 10^{23}} = 2.0 \text{ mol}$

Exemplo 3: de mols para átomos. Quantos átomos de sódio existem em 0,25 mol de cloreto de sódio (NaCl)?

$0.25 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.505535 \times 10^{23} \text{ átomos}$

Isso fornece apenas a quantidade de átomos de sódio. Também está presente uma quantidade igual de átomos de cloro, pois cada unidade de NaCl contém um átomo de cada elemento.

Erros comuns nas conversões de mols

Confundir átomos com moléculas. Um mol de água (H₂O) contém 6,022141 × 10²³ moléculas, mas cada molécula tem 3 átomos, de modo que o total é de 1,806642 × 10²⁴ átomos.

Ignorar os coeficientes da equação. Em 2H₂ + O₂ → 2H₂O, o coeficiente 2 diante de H₂ significa 2 mols de gás hidrogênio, ou seja, 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ moléculas, e não a quantidade de um único mol.

Esquecer a dissociação em solução. A dissolução de 1 mol de NaCl em água produz 1 mol de íons Na⁺ e 1 mol de íons Cl⁻, totalizando 2 mols de partículas dissolvidas.

Arredondar o número de Avogadro cedo demais. Usar 6 × 10²³ em vez de 6,022 × 10²³ introduz um erro que aumenta ao longo de um cálculo com várias etapas.

Contar duas vezes a notação científica. Um valor escrito como 3.011e23 já inclui o × 10²³. Ele não deve ser multiplicado pelo número de Avogadro uma segunda vez.

História do mol e do número de Avogadro

Em 1811, Amedeo Avogadro propôs que volumes iguais de gás, à mesma temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas, ideia que ajudou a separar os conceitos de átomo e molécula. Ele não conhecia o número real de partículas.

Em 1865, Johann Josef Loschmidt fez a primeira estimativa do número de moléculas em um centímetro cúbico de gás. A partir dela, calculou-se mais tarde o número de moléculas em um mol. No início dos anos 1900, o físico francês Jean Perrin confirmou por experimentos que as moléculas são reais, em parte por seu estudo do movimento browniano. Ele recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1926 por esse trabalho sobre "a estrutura descontínua da matéria".

O químico Wilhelm Ostwald introduziu o termo "mol". O mol tornou-se uma unidade de base do SI em 1971, definido na época como a quantidade de matéria que contém tantas entidades elementares quanto o número de átomos em 12 gramas de carbono-12. Em 2019, o SI foi redefinido de modo que o próprio número de Avogadro passou a ser o ponto de referência fixo. Um mol agora contém exatamente 6,022 140 76 × 10²³ entidades elementares.

Perguntas frequentes

O que é um mol em química? O mol é a unidade do SI para a quantidade de matéria. Um mol sempre contém 6,022 140 76 × 10²³ entidades elementares, sejam átomos, moléculas ou íons. Antes de 2019, o mol era definido de modo que um mol de átomos de carbono-12 tivesse massa de exatamente 12 gramas. Desde 2019, essa massa é muito próxima de 12 gramas, mas deixou de ser exata. De qualquer maneira, os químicos conseguem contar partículas pesando-as.

Como calcular o número de átomos a partir dos mols? Multiplique o número de mols pelo número de Avogadro. Por exemplo, 2 mols de carbono contêm 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ átomos.

Como calcular o número de mols a partir de uma contagem de partículas? Divida a contagem de partículas pelo número de Avogadro. Por exemplo, 3,011070 × 10²³ moléculas de água correspondem a 3,011070 × 10²³ ÷ 6,02214076 × 10²³ = 0,5 mol de água.

O número de Avogadro é o mesmo para todas as substâncias? Sim. Um mol de qualquer substância contém 6,022 140 76 × 10²³ partículas. O que difere entre as substâncias é a massa molar, a massa de um mol, medida em gramas por mol.

Qual é a diferença entre contar átomos e contar moléculas? A aritmética é a mesma, mas o tipo de partícula importa. Um mol de água equivale a 6,022141 × 10²³ moléculas. Como cada molécula de água contém 3 átomos, a mesma amostra contém 1,806642 × 10²⁴ átomos.

Por que o número de Avogadro é tão grande? Cada átomo tem massa extremamente pequena, por isso é preciso um número enorme deles para que a massa total seja grande o bastante para ser medida em uma balança de laboratório. O número de Avogadro é o valor específico que faz as unidades de massa atômica corresponderem a gramas por mol.

Referências

1. National Institute of Standards and Technology (NIST). CODATA Value: Avogadro constant. Constante de Avogadro — N_A = 6,022 140 76 × 10²³ mol⁻¹, exata.
2. International Bureau of Weights and Measures (BIPM). SI base unit: mole. Mol — um mol contém exatamente 6,022 140 76 × 10²³ entidades elementares.
3. National Institute of Standards and Technology (NIST). Redefining the Mole. Redefinição do mol — hipótese de Avogadro sobre volumes iguais; mol incluído no SI em 1971; antiga definição baseada no carbono-12.
4. Masaryk University, Loschmidt Laboratories. Physics Work of Josef Loschmidt. Trabalho de Josef Loschmidt em física — a hipótese de Avogadro de 1811, a ausência de uma estimativa dele e a estimativa de Loschmidt de 1865.
5. Nobel Prize Outreach. Jean Baptiste Perrin – Facts. Fatos sobre Perrin — Prêmio Nobel de Física de 1926; experimentos sobre o movimento browniano.