de um composto gasoso constituído por boro e hidrogênio ocupa
nas CNTP. Quando o composto é queimado em excesso de oxigênio, todo o seu hidrogênio é recuperado em
de
e todo o boro é transformado em
. Qual é a fórmula empirica, a fórmula molecular e o peso molecular do composto de boro e hidrogênio? Qual é a a massa do
produzido na combustão?
Passo 1
Beleza, vamos lá: a questão fala de um gás que só tem boro (B) e hidrogênio (H), 0,596 g dele ocupa 484 cm³ nas CNTP. Quando a gente queima em excesso de O₂, todo H vira 1,17 g de H₂O e todo B vira B₂O₃.
Conteúdo: estequiometria, lei dos gases, fórmula empírica e molecular. Vamos precisar de:
Conteúdo: estequiometria, lei dos gases, fórmula empírica e molecular. Vamos precisar de:
- Volume molar em CNTP (22,4 L/mol)
- Cálculo de moles via V_m
- Conservação de massa p/ achar as massas de H e B
- Razão molar p/ fórmula empírica
- PM experimental do gás p/ achar a fórmula molecular
- Reação de combustão do B p/ calcular B₂O₃ gerado
Passo 2
Primeiro, quantos mols do gás a gente tem? Em CNTP:
V_m = 22,4 L/mol = 22 400 cm³/mol
V_m = 22,4 L/mol = 22 400 cm³/mol
Teoria: em condições normais, 1 mol de gás ideal ocupa 22,4 L (ou 22 400 cm³).
Passo 3
Agora, do H que virou água:
M(H₂O) = 18,016 g/mol
M(H₂O) = 18,016 g/mol
Cada mol de H₂O tem 2 H, então
Massa de H original:
Massa de B original (diferença):
Moles de B:
Passo 4
Proporção molar B : H = 0,04303 : 0,12988. Divide tudo por 0,04303:
Logo, fórmula empírica = BH₃.
Passo 5
Massa molar teórica de BH₃:
Massa molar experimental do gás (M = m/n):
Passo 6
Fator entre M_exp e M_emp:
Então fórmula molecular = (BH₃)₂ = B₂H₆.
Passo 7
Para achar a massa de B₂O₃:
Reação essencial (em mols de átomos): 2 B → B₂O₃
Moles de B no gás: 2 mol de B por mol de B₂H₆, ou seja:
Reação essencial (em mols de átomos): 2 B → B₂O₃
Moles de B no gás: 2 mol de B por mol de B₂H₆, ou seja:
Como 2 mol de B geram 1 mol de B₂O₃:
Massa molar B₂O₃:
Logo, massa de B₂O₃:
Resposta
Fórmula empírica: BH₃
Fórmula molecular: B₂H₆
Peso molecular (M): 27,6 g/mol
Massa de B₂O₃ formada: 1,50 g
Fórmula molecular: B₂H₆
Peso molecular (M): 27,6 g/mol
Massa de B₂O₃ formada: 1,50 g