O ácido fumárico, substituto do ácido cítrico em refrigerantes, tem a seguinte composição percentual em massa: 41,39% carbono, 3,47% hidrogênio e 55,14% oxigênio. Sabendo que a massa molar deste ácido é
, qual é a sua respectiva fórmula molecular?
Passo 1
Beleza, aqui a questão pede pra gente descobrir a fórmula molecular do ácido fumárico a partir da composição percentual em massa e da massa molar. Isso cai em Química Analítica/Estequiometria, mais precisamente em fórmula empírica e fórmula molecular. O que vamos precisar?
- Supor 100 g de amostra para transformar % em gramas.
- Usar as massas atômicas (C = 12,01 g/mol, H = 1,008 g/mol, O = 16,00 g/mol) pra achar o número de mols de cada elemento.
- Achar a relação mínima entre esses mols (fórmula empírica).
- Comparar a massa molar empírica com a dada (116,08 g/mol) pra achar quantas vezes a empírica cabe na molecular.
Passo 2
Primeiro, assumimos uma amostra de 100 g. Aí cada porcentagem vira massa em gramas:
– Carbono: 41,39 g
– Hidrogênio: 3,47 g
– Oxigênio: 55,14 g
Agora convertemos pra número de mols com as massas atômicas:
– Carbono: 41,39 g
– Hidrogênio: 3,47 g
– Oxigênio: 55,14 g
Agora convertemos pra número de mols com as massas atômicas:
Passo 3
Para achar a fórmula empírica, dividimos todos os mols pelo menor valor (que é cerca de 3,444):
Então a fórmula empírica é
(ou melhor
com índices 1:
).
Passo 4
Agora a massa molar da empírica vale
Como a massa molar real é 116,08 g/mol, o fator
é
Então a fórmula molecular multiplica cada índice da empírica por 4.
Resposta
A fórmula molecular do ácido fumárico é