(2,0/10) (a) Uma substância teve sua fórmula percentual determinada por análise elementar:
e
. Sabendo que sua massa molar é
, qual é a fórmula molecular da substância? (b) Um composto com fórmula molecular
possui massa molar igual a
. 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.
-
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
-
Calcular o número de moles de cada elemento:Usamos a fórmula:
- Carbono ©:
- Hidrogênio (H):
- Nitrogênio (N):
- Carbono ©:
Passo 3
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Determinar a menor proporção inteira:Dividimos todas as quantidades de moles pelo menor número de moles calculado (1,24):
- Carbono ©:
- Hidrogênio (H):
- Nitrogênio (N):
Então, a fórmula empírica é. - Carbono ©:
Passo 4
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Encontrar a massa molar da fórmula empírica:Calculamos a massa molar da fórmula empírica:
-
Determinar o fator multiplicador:Dividimos a massa molar dada pela massa molar da fórmula empírica:
-
Obter a fórmula molecular:Multiplicamos cada subíndice da fórmula empírica pelo fator 3:
Passo 5
Parte (b): Calcular a fórmula percentual
Agora, vamos calcular a porcentagem em massa de cada elemento no composto
.
-
Calcular a massa molar do composto:
-
Calcular a porcentagem de cada elemento:
- Carbono ©:
- Hidrogênio (H):
- Oxigênio (O):
- Carbono ©:
Resposta
(a) A fórmula molecular da substância é
.
(b) A fórmula percentual do composto
é aproximadamente 40,0% de carbono, 6,72% de hidrogênio e 53,3% de oxigênio.