Os fatores de conversão inerentes às fórmulas químicas

A maioria das fórmulas químicas envolve subscritos que são números. Embora esses números não sejam seguidos por unidades escritas na fórmula, eles são, na verdade, quantidades com unidades. Portanto, é inerente às fórmulas químicas a necessidade de fatores de conversão, que são frações que convertem uma unidade em outra quando multiplicadas por uma medida. O processo de uso de fatores de conversão é conhecido como análise dimensional e é vital para o estudo de fórmulas e equações químicas.

Uma toupeira é uma unidade de medida de quantidade. Se um número inteiro aparecer como subscrito em uma fórmula química, ele representa o número de moles do elemento imediatamente anterior ao subscrito na fórmula. Se o subscrito segue um conjunto de parênteses, ele representa o número de moles do grupo de átomos entre parênteses. A toupeira é útil porque ajuda a entender a quantidade relativa de cada elemento em um composto, e essas quantidades são fornecidas pelos índices na fórmula. Por exemplo, a fórmula para água é H2O, onde os dois são o subscrito para hidrogênio. Não há subscrito depois do oxigênio, o que é a mesma coisa que ter subscrito de um. Portanto, um mol do composto H2O contém dois moles de hidrogênio e um mol de oxigênio, e os fatores de conversão são (2 moles de hidrogênio / 1 mol de H2O) e (1 mol de oxigênio / 1 mol de H2O), respectivamente.

A unidade de uma toupeira é útil não apenas porque divide uma fórmula em seus componentes químicos, mas também por causa de sua relação com o número de átomos e moléculas. Um mol é 6,02 * 10 ^ 23 átomos ou moléculas, então o fator de conversão é (6,02 * 10 ^ 23 átomos ou moléculas / 1 mol). Por exemplo, um mol de carbono é igual a 6,02 * 10 ^ 23 átomos de carbono e um mol de dióxido de carbono é igual a 6,02 * 10 ^ 23 moléculas de dióxido de carbono. Como a fórmula do dióxido de carbono é CO2, um mol de carbono e dois moles de oxigênio podem ser encontrados em um mol de dióxido de carbono. Assim, 6,02 * 10 ^ 23 átomos de carbono e 12,04 * 10 ^ 23 átomos de oxigênio existem em um mole de dióxido de carbono.

Embora seja importante entender os moles e o número de átomos e moléculas, uma unidade mais prática para experimentos é o grama, que é uma unidade de massa. Você não pode medir a molécula de uma substância em um laboratório, mas pode medir sua massa em gramas em uma balança. O fator de conversão para converter moles em gramas vem da tabela periódica. A massa atômica, que geralmente é dada abaixo do símbolo atômico e do número atômico, é o número de gramas por mol desse elemento. Por exemplo, a massa atômica do germânio é 72,61 g / mol. Portanto, o fator de conversão é (72,61 g Ge / 1 mol Ge). O fator de conversão para cada elemento é análogo; simplesmente substitua a massa atômica do germânio pela massa atômica do elemento que está sendo estudado.

Às vezes, os subscritos nas fórmulas químicas não são números inteiros, mas decimais. Essas são porcentagens, e muitas vezes é necessário converter porcentagens em moles. Por exemplo, se você tem um composto cujos constituintes são dados em porcentagens, como C0.2H0.6O0.2, então 20 por cento dos moles do composto são carbono, 60 por cento são hidrogênio e 20 por cento são oxigênio. Para converter em moles, encontre o fator que se multiplica pelo menor por cento para obter um produto de 100 por cento. Nesse caso, o menor percentual é 20%, então esse número é 5. Em seguida, multiplique cada porcentagem por esse número para obter, em nosso caso, a fórmula CH3O, uma vez que 20% * 5 = 100% = 1 e 60% * 5 = 300% = 3.