Constante de Avogadro

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A constante de Avogadro é um número bastante utilizado pelos químicos para determinar a quantidade de entidades (átomos, moléculas ou partículas fundamentais) de uma certa quantidade de matéria. O nome da constante é uma homenagem ao químico Avogadro, que contribuiu para a descoberta desse número tão importante para a química.

Saiba mais: Massa molar e número de mol — entenda a diferença

Apesar de não ter sido descoberto por Avogadro, a constante leva seu nome devido à sua importante contribuição. [1]
Apesar de não ter sido descoberto por Avogadro, a constante leva seu nome devido à sua importante contribuição. [1]

O que é a constante de Avogadro?

A constante de Avogadro é uma constante de proporção entre a quantidade de matéria e o número de entidades que está ligado a essa quantidade. Essas entidades podem ser átomos, moléculas, íons, elétrons, prótons, nêutrons. Em outras palavras, a constante de Avogadro nada mais é que o número de entidades presentes em 1 mol de matéria.

Número de Avogadro

O termo número de Avogadro é uma homenagem ao químico italiano Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro (1776 - 1856), pois tal constante foi baseada em seus estudos.

Avogadro, em 1811, propôs o que hoje conhecemos como princípio de Avogadro, que diz:

Volumes iguais de todos os gases, à mesma temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas.”


Foi graças a essa descoberta que foi possível chegar a um número medido experimentalmente que representasse o conceito de mol. Atualmente, o número aceito é 6,0221367 x 1023 (aproximadamente 6,02x 1023).

Acesse também: Constante de ionização — como utilizar?         

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Quando se usa a constante de Avogadro?

A constante de Avogadro é utilizada para fazer uma relação entre a quantidade de matéria e a quantidade de entidades presentes nessa matéria.

Por tratar-se de um número muito grande, na ordem de sextilhões, não é comum utilizar o número de Avogadro em todos os exercícios e experimentos. Prefere-se utilizar o mol, que representa a mesma quantidade de matéria, utilizando-se, então, um número bem menor e mais fácil de trabalhar.

No entanto, em alguns casos, precisamos determinar a quantidade de átomos, por exemplo, de determinada amostra, e então precisamos da constante de Avogadro para fazer essa conversão.

Por exemplo, para sabermos quantos átomos de ferro há em uma amostra contendo 3 mol desse elemento, basta utilizarmos a constante de Avogadro. Se em 1 mol de ferro temos 6,02 x 1023 átomos de ferro, em 3 mol de ferro da amostra teríamos 18,06 x 1023 átomos de ferro, aproximadamente.

Número de Avogadro e massa molar

A massa molar é a massa, em grama, de 1 mol de entidades. Ela é numericamente igual à massa atômica (massa do átomo, medida em unidades de massa atômica - u.a.) do mesmo elemento ou da mesma substância.

Vale lembrar que, quando analisamos 1 mol de substâncias diferentes, elas terão a mesma quantidade de partículas, mas diferentes massas molares. Vamos aos exemplos:

- Para o alumínio:     

Massa atômica = 27 u.a.
Quantidade de átomos = 6,02 x 1023 átomos de alumínio
Massa molar = 27 g/mol

- Para o enxofre:

Massa atômica = 32 u.a.
Quantidade de átomos = 6,02 x 1023 átomos de enxofre
Massa molar = 32 g/mol

Desse modo, a massa molar de qualquer entidade é a massa referente a 6,02 x 1023 unidades dessa matéria ou ainda a massa de 1 mol de entidades.

Saiba mais: O que é fração molar?

Exercícios resolvidos

Para demonstrar como são aplicados os conceitos que envolvem a constante de Avogadro, vamos resolver alguns exercícios.

Exercício 1 - (Enem 2013) O brasileiro consome em média 500 miligramas de cálcio por dia, quando a quantidade recomendada é o dobro. Uma alimentação balanceada é a melhor decisão para evitar problemas no futuro, como a osteoporose, uma doença que atinge os ossos. Ela se caracteriza pela diminuição substancial de massa óssea, tornando os ossos frágeis e mais suscetíveis a fraturas.

Disponível em: www.anvisa.gov.br. Acesso em: 1 ago. 2012 (adaptado).

Considerando-se o valor de 6 × 1023 para a constante de Avogadro e a massa molar do cálcio igual a 40 g/mol, qual a quantidade mínima diária de átomos de cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades?

a) 7,5 × 1021
b) 1,5 × 1022
c) 7,5 × 1023
d) 1,5 × 1025
e) 4,8 × 1025

Resolução

O texto do exercício informa-nos que a quantidade mínima diária de cálcio é 1 g. Sabemos também que 1 mol = 6 × 1023, portanto, precisamos calcular quantos átomos de Ca estão presentes em 1 g desse elemento.

Outra informação que o texto traz é a massa molar do Ca = 40 g/mol.  Vamos aos cálculos:

40 g Ca ----------- 6 × 1023 átomos de Ca (equivalente a 1 mol)
1g Ca ----------------- x

X = 6 × 102340
X = 0,15 × 1023
X = 1,5 × 1022 átomos de Ca

Portanto, letra b.

Exercício 2 - (Unirio-RJ) O zinco é um elemento importante para a saúde, mas é importante também manter uma dieta balanceada desse elemento. Deficiências de zinco podem ocasionar problemas de crescimento, desenvolvimento incompleto dos órgãos sexuais e dificuldade de cicatrização de ferimentos. Por outro lado, o excesso de zinco pode causar anemia e problemas renais. O zinco está presente nos ovos, fígado e mariscos, numa concentração em torno de 4 mg por 100 g. Quantos átomos de zinco estão presentes em 1,7 kg de fígado? (M.A. Zn = 65,4)

a) 5. 1020
b) 5. 1021
c) 6. 1018
d) 6. 1019
e) 6. 1020

Resolução

Primeiramente, precisamos descobrir quanto de zinco há na amostra de fígado:

4 mg Zn ---------- 100 g de fígado
X ------------------------- 1700 g (equivalente a 1,7 kg)
X = 68 mg de Zn ou 0,068 g de Zn

Agora, podemos calcular a quantidade de átomos de Zn presentes em 0,068 g de Zn, e para isso utilizaremos a constante de Avogadro e a massa molar de Zn (que é numericamente igual à sua massa atômica):

65,4 g de Zn ------------ 6 × 1023 átomos de Zn
0,068 g de Zn ------------ x

X = 0,068 .  6 × 102365,4
X= 0,0062 × 1023

Ou seja, aproximadamente 6 × 1020 átomos de Zn, letra e.

Crédito da imagem
[1] Neveshkin Nikolay / Shutterstock

Por Victor Ricardo Ferreira

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