O ácido butírico, um composto produzido quando a manteiga se deteriora, tem a fórmula \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{8} \mathrm{O}_{2}. Você pode dizer se esta é a fórmula molecular apenas olhando-a? Qual é a composição percentual do ácido butírico?

Passo 1

O enunciado diz que o ácido butírico tem fórmula \mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2}. Ele pergunta duas coisas:
  1. Se, apenas olhando essa fórmula, dá para saber se ela é a fórmula molecular ou apenas a fórmula empírica.
  2. Qual é a composição percentual desse ácido.
    Para responder, vamos revisar o conceito de fórmula empírica versus fórmula molecular e depois calcular a massa molar e, a partir dela, a porcentagem em massa de cada elemento.

Passo 2

A fórmula empírica é a razão mais simples entre os átomos. Se dividirmos os índices de \mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2} por 2, obtemos \mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{4}\mathrm{O}_{1}. Logo, a fórmula empírica é \mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{4}\mathrm{O}. A fórmula dada poderia ser tanto empírica (se o composto real tiver esse mínimo relativo) quanto molecular (se M real for o dobro de M empírica). Portanto, não dá para afirmar apenas olhando a razão de átomos se \mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2} é molecular ou empírica — precisamos da massa molar experimental para decidir.

Passo 3

Vamos calcular a massa molar aproximada de \mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2}. Usamos as massas atômicas:
\mathrm{C}:12{,}01, \mathrm{H}:1{,}008, \mathrm{O}:16{,}00.
M = 4\times12{,}01 + 8\times1{,}008 + 2\times16{,}00 = 48{,}04 + 8{,}064 + 32{,}00 = 88{,}104\\ \mathrm{g/mol}.

Passo 4

Agora, a composição percentual de cada elemento é dada por
\%\!X = \frac{\text{massa de }X\text{ no mol}}{M_{\text{total}}}\times100\%.
Para o carbono:
\%\!C = \frac{48{,}04}{88{,}104}\times100\% \approx 54{,}53\%.
Para o hidrogênio:
\%\!H = \frac{8{,}064}{88{,}104}\times100\% \approx 9{,}15\%.
Para o oxigênio:
\%\!O = \frac{32{,}00}{88{,}104}\times100\% \approx 36{,}32\%.

Resposta

a) Não: apenas pela fórmula \mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2} não é possível saber se ela é molecular ou empírica — é preciso também a massa molar experimental.
b) A composição percentual é aproximadamente
\%\!C = 54{,}53\%,
\%\!H = 9{,}15\% e
\%\!O = 36{,}32\%.

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