(2,0/10) (a) Uma substância teve sua fórmula percentual determinada por análise elementar: C=74,0 H=8,65 e N=17,35 %. Sabendo que sua massa molar é 243,4 g / mol, qual é a fórmula molecular da substância? (b) Um composto com fórmula molecular C6 H12 O6 possui massa molar igual a 180,16 g / mol. Qual é sua fórmula percentual?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! O enunciado tem duas partes:
(a) Determinar a fórmula molecular de uma substância com composição percentual dada e massa molar conhecida.
(b) Calcular a porcentagem em massa de cada elemento em um composto com uma fórmula molecular específica.
Vamos usar conceitos de fórmula empírica, fórmula molecular, e cálculo de porcentagem em massa para resolver. Bora lá!

Passo 2

Parte (a): Encontrar a fórmula molecular
Primeiro, precisamos descobrir a fórmula empírica da substância a partir da composição percentual. A fórmula empírica nos dá a relação mais simples entre os átomos dos elementos na molécula.
  1. Converter as porcentagens em massa para moles:
    Vamos assumir que temos 100 g da substância para facilitar os cálculos. Assim, temos:
    • Carbono ©: 74,0 g
    • Hidrogênio (H): 8,65 g
    • Nitrogênio (N): 17,35 g
  2. Calcular o número de moles de cada elemento:
    Usamos a fórmula:
    Mo<=s = MassaMassa molar
    • Carbono ©: 74,0 , g12,01 , g/mol approx 6,16 , mo<=s
    • Hidrogênio (H): 8,65 , g1,008 , g/mol approx 8,58 , mo<=s
    • Nitrogênio (N): 17,35 , g14,01 , g/mol approx 1,24 , mo<=s

Passo 3

  1. Determinar a menor proporção inteira:
    Dividimos todas as quantidades de moles pelo menor número de moles calculado (1,24):
    • Carbono ©: 6,161,24 approx 4,96 approx 5
    • Hidrogênio (H): 8,581,24 approx 6,92 approx 7
    • Nitrogênio (N): 1,241,24 = 1
    Então, a fórmula empírica é C5H7N.

Passo 4

  1. Encontrar a massa molar da fórmula empírica:
    Calculamos a massa molar da fórmula empírica:
    (5 times 12,01) + (7 times 1,008) + (1 times 14,01) = 60,05 + 7,056 + 14,01 = 81,116 , g/mol
  2. Determinar o fator multiplicador:
    Dividimos a massa molar dada pela massa molar da fórmula empírica:
    243,4 , g/mol81,116 , g/mol approx 3
  3. Obter a fórmula molecular:
    Multiplicamos cada subíndice da fórmula empírica pelo fator 3:
    C5 times 3H7 times 3N1 times 3 = C15H21N3

Passo 5

Parte (b): Calcular a fórmula percentual
Agora, vamos calcular a porcentagem em massa de cada elemento no composto C6H12O6.
  1. Calcular a massa molar do composto:
    (6 times 12,01) + (12 times 1,008) + (6 times 16,00) = 72,06 + 12,096 + 96,00 = 180,156 , g/mol
  2. Calcular a porcentagem de cada elemento:
    • Carbono ©: 72,06180,16 times 100 approx 40,0%
    • Hidrogênio (H): 12,096180,16 times 100 approx 6,72%
    • Oxigênio (O): 96,00180,16 times 100 approx 53,3%

Resposta

(a) A fórmula molecular da substância é C15H21N3.
(b) A fórmula percentual do composto C6H12O6 é aproximadamente 40,0% de carbono, 6,72% de hidrogênio e 53,3% de oxigênio.

Exercícios relacionados