mol

•Unidade do Sistema Internacional para quantidade de uma substância.

•Definição: O mol é a quantidade de matéria de um sistema que contém uma quantidade de entidade elementar equivalente a 12 gramas de carbono-12.

• Quando a unidade é utilizada, a entidade elementar deve ser especificada e pode ser átomos, moléculas, íons, eletrons ou outras partículas.

• O número de Avogadro é formalmente definido como o número de átomos de carbono-12 em 12 gramas (0,012 kg) de carbono-12, o que é aproximadamente igual a 6,02 × 1023. Historicamente, o carbono-12 foi escolhido como substância de referência porque sua massa atômica podia ser medida de maneira bastante precisa. O número de Avogadro ainda pode ser definido como o número de elementos em um mol.

Massa molar

• A massa molar (M) é a massa de um mol de átomos de qualquer elemento, então massa molar é a massa em gramas de 6,02 x 10²³ átomos do elemento ou moléculas.

• A massa molar de um elemento é numericamente igual à massa desse elemento em unidades de massa atômica; logo, sabendo a massa atômica de um elemento, sabe-se também a sua massa molar.

• Ex.: Massa atômica da substância H2O = 18 uma => 18 g/mol = 6,02 x 1023 moléculas.

Massa atômica de várias espécies químicas

• H = 1 uma = 1 mol = 6.02 x 1023 átomos = 1 grama• C = 12 uma = 1 mol = avogrado = 12 gramas • N=14 uma = 1 mol = avogrado = 14 gramas• O = 16 uma = 1mol = avorgrado = 16 gramas• Na = 23 uma = 1 mol = avogrado = 23 gramas• P = 31 uma = 1 mol = avogrado = 31 gramas• Cl = 35,5 uma = 1 mol = avogrado = 35,5 gramas• K = 39 uma = 1 mol = avogrado = 39 gramas• Ca = 40 uma = 1 mol = avogrado = 40 gramas

• Cloro = (0.24*37Cl) + (0.76*35Cl) = 35,5 gramas

• 1 mol de H2O ------------- 18 g

2 moles de H20 ---------- X

x = (2*18)/1= 36 g de H2O

• 1 mol de H2O ----------- 18 g

X ----------------------------72 g

x = (72*1)/18 = 4 moles de H2O

Equivalente - grama

• O equivalente pode ser definido como a massa em gramas de substância que pode reagir com um mol de elétrons.

• um grama de hidrogênio equivale a aproximadamente um mol, e o hidrogênio puro tem um elétron livre. Desse modo, o peso equivalente de uma dada substância é efetivamente igual à quantidade de substância em mols, dividido pela valência da substância.

• Equivalente-grama = mol/valência• Equivalente-grama x valência = mol

Balanço iônico em águas naturais

• Soma de cátions (TZ+) expressa em equivalentes-grama é igual a soma de ânions (TZ-) expressa em equivalentes-grama

• Na prática (expressos em eq/L)

Ca+2 + Mg+2 + K+ + Na+ + NH4+ = HCO3

- + SO4-2 + Cl- + NO3

-

• Na prática (expressos em mol/L)

(2*Ca) + (2*Mg) + (1*K) + (1*Na) + (1*NH4) = (1*HCO3) + (2*SO4) + (1*Cl) + (1*NO3)

O ciclo geológico do carbono

CaSiO3 + 2CO2 + H2O ------- Ca+2 + 2HCO3 + SiO2 (1)

Ca + HCOCa + HCO33

CaCOCaCO3 3 COCO22

CO2

CaCOCaCO33 + SiO + SiO2 2 COCO2 2 0.02 – 0.05 x 1015g

0.15 x 1015g/ano

Barth et al.

Salomão et al.

Andrade et al. 2010 – Water Air and Soil Pollution

Exemplo prático - CENA

TZ -0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

TZ

+

Erro aceitável de 10 a 15%

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

TZ - (Eq/L)

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

Erro (%

)

Condutividade Elétrica • A condutividade elétrica, geralmente expressa

em uS/cm, estima a quantidade de sais dissolvidos totais, ou a quantidade total de íons dissolvidos na água. Em outras palavras a capacidade de transmitir eletricidade.

• É controlada pela geologia, composição dos solos, deposição atmosférica, metabolismo e adições humanas (esgoto e efluentes industriais, por exemplo)

• TDS (mg/L) = 500 x CE (S/cm)

0

20

40

60

80

100

120

J A O J M M J S N J A J S

De

sc

arg

a (

m3 /s

)

300

800

1300

1800

2300

2800

TZ

+ (

Eq

/L)

Descarga rio Atibaia rio Piracicaba

0

50

100

150

200

250

300

350

J A S O D J M A M J A O N J F A M J S

Co

nd

uti

vid

ad

e (

S

/cm

)

0

20

40

60

80

100

120

Descarga rio Atibaia rio Piracicaba

Q m m y r

TZ

+

Loc al: PonteLoc al: MorungabaLoc al: D es em bargadorLoc al: Es terLoc al: Paulín iaLoc al: C opers uc arLoc al: A rtem is

0200

400600

8001000

12001400

16001800

20002200

24000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Nitrogênio

Nitrogênio inorgânico dissolvido: NH4+ e NO3

-

Nitrogênio orgânico dissolvido:DON

Nitrogênio particulado PON

DIN = NH4+ + NO3

-

TDN = DIN + DON = NH4+ + NO3

- + DON

Q (m 3 /s)

NO

3 (m

g/L)

Paulínia - r.Atibaia

0

4

8

12

16

20

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Us.Ester - r.Jaguari

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Q ( 3 /s)

NH

4 (m

g/L

)

Paulínia - r.Atibaia

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Us.Ester - r.Jaguari

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180