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 116,08 g / mol, 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?
  1. Supor 100 g de amostra para transformar % em gramas.
  2. 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.
  3. Achar a relação mínima entre esses mols (fórmula empírica).
  4. 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:
nC = 41,3912,01 approx 3,448;mol, nH = 3,471,008 approx 3,444;mol, nO = 55,1416,00 approx 3,447;mol

Passo 3

Para achar a fórmula empírica, dividimos todos os mols pelo menor valor (que é cerca de 3,444):
nC3,444approx1,00, nH3,444approx1,00, nO3,444approx1,00
Então a fórmula empírica é (ou melhor com índices 1: ).

Passo 4

Agora a massa molar da empírica vale
Mrm emp = 12,01 + 1,008 + 16,00 = 29,018;g/mol
Como a massa molar real é 116,08 g/mol, o fator n = 116,0829,018 approx 4 é
Então a fórmula molecular multiplica cada índice da empírica por 4.

Resposta

A fórmula molecular do ácido fumárico é
boxedC4H4O4

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