LISTA 01 – TEORIA ATÔMICA - MOLECULAR: Massa atômica do elemento (u). (AULA 02)

RESUMO TEÓRICO

OBJETO DO CONHECIMENTO

 Assunto: Massa atômica do elemento (u).

Agora olha só galera! Existem átomos que são encontrados na natureza na forma de dois (2) isótopos ou mais, exemplo disso temos o átomo do claro que na natureza encontramos 2 tipos de isótopos desse átomo.

Isso mesmo galera, 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.

 

Observe que o isotópo do cloro-35 (³⁵Cl) corresponde 75% do átomo de cloro encontrado na natureza. Já o isótopo do cloro-37 (³⁷Cl) corresponde 25% do átomo de cloro encontrado na natureza.

Observe que esses dois isótopos não aparecem na mesma porcentagem na natureza 

O cloro (³⁵Cl)  de massa 35 corresponde 75% de todos os átomo de cloro encontrado na natureza, já o Cloro (³⁷Cl) de massa 37 corresponde apenas 24,1% de todo o átomo de cloro encontrado na natureza.

Agora imagine que você pegue a tabela periódica, aparece o cloro como essa descrição:

  

Por que isso ocorrer?                                      

Ela é uma representação de todos os isótopos naturais de cloro. Ou seja, isso ocorre porque o que aparece na tabela periódica é o elemento cloro e não a massa de um dos isótopos do átomo do cloro.

 

Sendo assim, a massa que aparece na tabela 35,45, tem que ser uma massa que represente os isótopos é uma média, e uma média ponderada.

Perceba que essa média, é mais próxima de 35. Por que? Porque, ele, o isótopo de 35 é o mais abundantes na natureza. Então a média é mais próxima ao isótopo de maior abundancia (maior porcentagem) que nesse caso é o cloro (³⁵Cl)  que possui a maior porcentagem na natureza.

Agora como é que a gente calcula essa média ponderada?

É bem simples. Basta você pegar as massas dos isótopos e multiplicar com a suas porcentagens depois divide por 100. Assim veja:

          35 ×75 + 37 ×25       =   35,45 u      

                   100

Observação: É importante dividir por 100 porque a somatória das porcentagens é por 100%. Como você viu fazendo as continhas isso vai dar 35,45 aproximadamente, 35,45u. E como interpreto isso?

Ora um átomo de cloro em média pesa 35,45 vezes os 1/12 avos da massa do átomo do carbono 12

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, ...., A_n, 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 1/12 da massa do C-12.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1ª Questão: Complete o quadro abaixo:

ISÓTOPO	MASSA ATÔMICA (U)
23Na
56Fe
80Br

2ª Questão: Determine a massa atômica do elemento constituído por 2 isótopos:

ISÓTOPO	MASSA ATÔMICA	OCORRÊNCIA
A	40 u	90 %
B	44 u	10 %

3ª Questão: Um elemento químico genérico Y é formado por isótopos: ³⁰Y e ³⁵Y.

A massa atômica do elemento Y vale 31 u. Qual a porcentagem de cada isótopo?

4ª Questão: Qual a massa atômica do isótopo cloro-37?

5ª Questão: Um isótopo de urânio possui 92 prótons e 143 nêutrons. Qual a sua massa atômica?

6ª Questão: Qual a relação entre as massas atômicas do hélio-4 e do enxofre-32?

7ª Questão: Determine a massa             atômica do elemento assim constituído:

ISÓTOPO	MASSA ATÔMICA	ABUNDÂNCIA
A	50 u	60 %
B	52 u	30 %
C	54 u	10 %

8ª Questão: Um elemento químico genérico A formado pelos isótopos ¹⁰A e ¹²A tem massa atômica igual a 10,8 u.

Qual a composição isotópica, em percentagem, desse elemento A?

EXERCÍCIOS RESOLVIDO

1ª Questão: (FEI-SP) Se um átomo apresentar a massa atômica igual a 60 u, a relação entre a massa desse átomo e a massa do átomo de carbono 12 valerá?

a) 1.

b) 2.

c) 3.

d) 4.

e) 5.

A Alternativa correta é a letra "E"

COMENTÁRIOS:

A massa atômica quer dizer que o átomo possui x vezes de 1/12 da massa do carbono 12.
Por tanto :
Com uma massa de 60u, ele ficará sendo 60/12 = 5, ou seja, esse átomo será 5x mais pesado que 1/12 da massa do Carbono 12.

Fazendo as continhas:

x = 60/12 → x = 5

2ª Questão:  Observe as afirmações a seguir e indique quais estão corretas:

I - A unidade de massa atômica pode ser representada por u;

II - A unidade de massa atômica é 1/12 da massa de um átomo de carbono;

III - A unidade de massa atômica é 1/12 da massa do átomo de carbono de número de massa igual a 12;

IV -A massa atômica de um átomo é um número muito próximo de seu número de massa.

a) Todas.

b) Nenhuma.

c) Somente I, II e III.

d) Somente I, II e IV.

e) Somente I, III e IV.

A Alternativa correta é a letra "E"

COMENTÁRIOS:

Na afirmação II, faltou dizer que é de um átomo de carbono 12.

3ª Questão: Sabendo que a massa atômica de um átomo X é igual à massa de nove átomos de He, determine o número de átomos de carbono (¹²C), que apresenta uma massa igual à massa de um átomo X. (Massa atômica do He = 4).

a) 1.

b) 2.

c) 3.

d) 4.

e) 5.

A Alternativa correta é a letra "C"

COMENTÁRIOS:

MA (X) = 9 He

MA (X) = 9 . 4

MA (X) = 36 u

número de átomos de 12C = 36/12

número de átomos de 12C = 3.

4ª Questão: (UFG) As medidas de massa são, na realidade, a comparação com um padrão definido de maneira adequada. O padrão adotado pela IUPAC para as medidas de massa atômica é um doze avos da massa do carbono - isótopo 12, que é denominado de unidade unificada de massa atômica.

Sobre massas de átomos, é correto afirmar que:

a) massa atômica é um número que indica quantas vezes a massa de um átomo é maior que um doze avos do carbono – isótopo 12;

b) os átomos de um mesmo elemento químico podem ter massas diferentes;

c) as massas atômicas são utilizadas atualmente para classificar os elementos da Tabela Periódica.

Resposta:

a) Verdadeira.

b) Verdadeira.

c) Falsa. Atualmente são usados os números atômicos, e não as massas atômicas, para classificar os elementos da Tabela Periódica.

5ª Questão: (UFRRJ) Um elemento M apresenta os isótopos

⁷⁹M e ⁸¹M. Sabendo que a massa atômica do elemento M é 79,90 u, determine os percentuais de cada isótopo do elemento M

Resposta:

Porcentagem (⁷⁹M) = 55%;

Porcentagem (⁸¹M) = 45%.

6ª Questão: (FUVEST) O carbono ocorre na natureza como uma mistura de átomos dos quais 98,90 %  são ¹²C e 1,10% é ¹³C.

a) Explique o significado das representações ¹²C e ¹³C.

Isótopos do elemento químico carbono de números de massa 12 e 13.

b) Com esses dados, calcule a massa atômica do carbono natural.

Dados: massas atômicas: ¹²C=12,000; ¹³C=13,003.

12,01 u ou 12,00 u.

7ª Questão: A massa molecular do gás carbônico (CO₂) é 44 u. Se a massa atômica do carbono fosse igual a 20 u, qual seria a suposta massa molecular do gás carbônico? Dado: C = 12 u.

8ª Questão:  (FGV) O cloro é encontrado na natureza em duas formas isotópicas de 35 e 37 unidades de massa atômica. Dado que a massa atômica média do cloro é de 35,45 uma, qual a percentagem dos dois isótopos na natureza?

a) 86,7 % ³⁵Cl + 13,3 % ³⁷Cl

b) 66,7 % ³⁵Cl + 33,3 % ³⁷Cl

c) 80,0 % ³⁵Cl + 20,0 % ³⁷Cl

d) 72,2 % ³⁵Cl + 27,8 % ³⁷Cl

e) 77,5 % ³⁵Cl + 22,5 % ³⁷Cl

 9ª Questão:  (UNESP) Na Natureza, de cada 5 átomos de boro, 1 tem massa atômica igual a 10 u. e 4 têm massa atômica igual a 11 u. Com base nestes dados, a massa atômica do boro, expressa em u, é igual a

a) 10

b) 10,5

c) 10,8

d) 11

e) 11,5

10ª Questão: O peso atômico ou massa atômica de um elemento químico é dado pela média ponderada dos isótopos. Por exemplo, o peso do oxigênio que aparece na tabela é 15,99 isto porque na natureza encontramos:

0xigênio-16: 99,76 %; oxigênio-17: 0,04 % e oxigênio-18: 0,20 %. Sabendo-se que na natureza existe 20 % de boro-10 e 80 % de boro-11, podemos dizer que o peso do boro que aparece na tabela periódica é:

a) 10,5

b) 10

c) 10,8

d) 11

e) 10,2

10ª Questão: (UFSCAR) O elemento magnésio, número atômico 12, ocorre na natureza como uma mistura de três isótopos. As massas atômicas destes isótopos, expressas em unidades de massa atômica (u), e suas respectivas abundâncias num dado lote do elemento, são fornecidos na tabela a seguir

Número de Massa do isótopo	Massa atômica (u)	% de abundância
24	23,98504	10
25	24,98584	10
26	25,98259	80

A massa atômica para este lote de magnésio, expressa em u, é igual a

a) 23,98504, exatamente.

b) 24,98584, exatamente.

c) 25,98259, exatamente.

d) um valor compreendido entre 23,98504 e 24,98584.

e) um valor compreendido entre 24,98584 e 25,98259.

11ª Questão: (FGV) As estações de energia térmica, especialmente aquelas que usam combustíveis, exemplo: carvão ou óleo, com alto conteúdo de enxofre, emitem uma mistura de SO₂ e SO₃.

Essa mistura, que pode ser designada como SO_x, é um grande poluente atmosférico. Se a mistura é de 90 % SO₂ e 10 % SO₃, por peso, qual é o valor do x em SO_x?

a) 2,10

b) 2,04

c) 2,08

d) 2,15

e) 2,12

12ª Questão: (Uerj 2015) Em 1815, o médico inglês William Prout formulou a hipótese de que as massas atômicas de todos os elementos químicos corresponderiam a um múltiplo inteiro da massa atômica do hidrogênio. Já está comprovado, porém, que o cloro possui apenas dois isótopos e que sua massa atômica é fracionária.

Os isótopos do cloro, de massas atômicas 35 e 37, estão presentes na natureza, respectivamente, nas porcentagens de:

a) 55% e 45%

b) 65% e 35%

c) 75% e 25%

d) 85% e 15%

13ª Questão: (Uem-pas 2015) Em física e química é essencial que aqueles que realizam medições adotem padrões aceitos por todos para representar os resultados dessas medições, de modo que tais resultados possam ser transmitidos de um laboratório para outro e verificados em qualquer lugar do mundo. Sobre o padrão de massa é correto afirmar que:

01) O padrão de massa do Sistema Internacional de Unidades (SI) é um cilindro de platina-irídio, cuja massa, atribuída em acordo internacional, é de 1 kg (um quilograma).

02) Na escala atômica existe um segundo padrão de massa, baseado no átomo ¹H.

04) A unidade de massa atômica (u), definida por um acordo internacional, corresponde a um décimo da massa do ¹²C.

08) O mol é uma unidade do SI que mede a quantidade de uma substância, sendo que um mol de uma dada substância contém aproximadamente 6,02 ×10²³ entidades elementares.

16) Um segundo padrão de massa é necessário visto que é possível comparar massas atômicas entre si com uma precisão superior à que atualmente se consegue comparando-as com o quilograma padrão

14ª Questão: Unimontes 2014) O cloro presente no PVC tem dois isótopos estáveis. O cloro-35, com massa 34,97 u, constitui 75,77% do cloro encontrado na natureza. O outro isótopo é o cloro-37, de massa 36,97 u. Em relação aos isótopos, é CORRETO afirmar que o cloro-37

a) contribui menos para a massa atômica do cloro.

b) apresenta maior quantidade de elétrons.

c) apresenta maior número atômico.

d) é mais abundante na natureza.

15ª Questão: (Pucrj 2014) Oxigênio é um elemento químico que se encontra na natureza sob a forma de três isótopos estáveis: oxigênio 16 (ocorrência de

99%); oxigênio 17 (ocorrência de 0,60%) e oxigênio 18 (ocorrência de 0,40%). A massa atômica do elemento oxigênio, levando em conta a ocorrência natural dos seus isótopos, é igual a:

a) 15,84

b) 15,942

c) 16,014

d) 16,116

e) 16,188

16ª Questão: (Uem 2012) Assinale o que for correto.

01) A unidade de massa atômica, cujo símbolo é u, é definida como sendo igual a

1/12 da massa de um átomo do isótopo ¹²C.

02) A massa atômica e o número de massa são grandezas idênticas.

04) A massa molar do CO₂ é 44 u e a massa molecular do CO é 28 g/mol.

08) Um recipiente contendo 180 g de glicose possui o mesmo número de moléculas (porém distintas) que um recipiente contendo 1 mol de água.

16) A fórmula mínima da sacarose é

C₆ H₁₂O₆.

17ª Questão: (IFSC 2011) O método mais moderno e preciso para determinar as massas atômicas é o do espectrômetro de massa. É um aparelho onde os átomos são ionizados, acelerados e desviados por um campo eletromagnético. Pelo maior ou menor desvio, pode-se calcular a massa atômica de isótopo por isótopo. Com esse aparelho, obtemos massas atômicas com precisão de até cinco casas decimais, além da abundância de cada isótopo na natureza.

FONTE: FELTRE, Ricardo. Química Geral. São Paulo: Moderna, 2004.

O magnésio é um elemento de origem mineral encontrado, em boa quantidade, nas sementes, nos frutos secos e nas leguminosas, desempenhando importante papel no controle do metabolismo biológico. Há três isótopos do magnésio na natureza: o isótopo de massa atômica

23,98u e abundância 79%, o isótopo de massa atômica 24,98u e abundância 10% e o isótopo de abundância 11%.

Sabendo que a massa atômica do magnésio obtida a partir da média ponderal é 24,30u, a massa do isótopo, cuja abundância é 11% é de...

a) 26,98.

b) 25,98.

c) 22,68.

d) 27,98.

e) 21,28.

18ª Questão: (UFRGS 2011) Desde o século XIX, uma das questões mais preocupantes para os químicos era a definição do peso dos átomos. Atualmente, as massas atômicas dos elementos químicos são representadas, em sua maior parte, por números fracionários.

O elemento magnésio, por exemplo, apresenta massa atômica aproximada de 24,3 unidades de massa atômica.

Uma justificativa adequada para este valor fracionário é que

a) os átomos de magnésio podem apresentar um número de elétrons diferente do número de prótons.

b) o número de nêutrons é sempre maior que o número de prótons nos átomos de magnésio.

c) O elemento magnésio pode originar diferentes variedades alotrópicas.

d) a massa de um átomo de magnésio é relativamente

24,3 vezes maior que a de um átomo do isótopo 12 do carbono.

e) o elemento magnésio é formado por uma mistura de isótopos naturais que apresentam massas atômicas diferentes.

19ª Questão: (RUSSEL) O cloro ocorre naturalmente como uma mistura de isótopos: ³⁵Cl (massa de 34,97 u) e ³⁷Cl (massa de 36,96 u). Se a abundância relativa do isótopo ³⁵Cl é 75,35 %, qual é a massa atômica do Cl?

20ª Questão: O boro ocorre naturalmente como uma mistura de dois isótopos: ¹⁰B (massa de 10,01 u) e ¹¹B (massa de 11,01 u). Se a massa atômica do boro é 10,81 u, quais são as abundâncias relativas dos dois isótopos?

21ª Questão: O cobre ocorre na natureza como uma mistura isotópica de 69,09 por cento de ⁶³Cu (massa = 62,93 unidades de massa atômica por átomo) e 30,91 por cento de ⁶⁵Cu (massa = 64,93 unidades de massa atômica por átomo). Qual é a massa atômica do cobre?