A alanina (fórmula molecular \mathrm{C}_{3} \mathrm{H}_{7} \mathrm{NO}_{2} ), é um aminoácido essencial para a construção de proteínas no corpo humano. Calcule a composição estequiométrica desta molécula.

Passo 1

O enunciado dá a fórmula molecular da alanina: \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{7}\mathrm{N}\mathrm{O}_{2}.
Pede-se calcular a composição estequiométrica dessa molécula.
Informações relevantes fornecidas:
  • fórmula molecular: \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{7}\mathrm{N}\mathrm{O}_{2}.

Passo 2

O que significa “composição estequiométrica” aqui (explicando de forma simples): queremos a porcentagem em massa de cada elemento presente na molécula. Para cada elemento, usamos a fórmula
\%\text{(elemento)}=\frac{\text{massa do elemento numa mole da substância}}{\text{massa molar da substância}}\times100\%.ââ
Na fórmula acima:
  • “massa do elemento numa mole da substância” = número de átomos do elemento na fórmula \times massa atômica do elemento (em \mathrm{g/mol});
  • “massa molar da substância” = soma das massas de todos os átomos numa molécula (em \mathrm{g/mol}).

Passo 3

Escolha das massas atômicas (valores usados, comuns em exercícios e tabelas periódicas escolares):
\text{C}=12{,}01\\ \mathrm{g/mol},\qquad \text{H}=1{,}008\\ \mathrm{g/mol},\qquad \text{N}=14{,}01\\ \mathrm{g/mol},\qquad \text{O}=16{,}00\\ \mathrm{g/mol}.
Vou usar esses valores para calcular as massas parciais e a massa molar total.

Passo 4

Calcular a massa contribuída por cada elemento numa mole de alanina e a massa molar total:
\begin{aligned} \text{massa de C} &= 3\times12{,}01 = 36{,}03\\ \mathrm{g},\\[4pt] \text{massa de H} &= 7\times1{,}008 = 7{,}056\\ \mathrm{g},\\[4pt] \text{massa de N} &= 1\times14{,}01 = 14{,}01\\ \mathrm{g},\\[4pt] \text{massa de O} &= 2\times16{,}00 = 32{,}00\\ \mathrm{g}. \end{aligned}
Agora a massa molar total:
M_\text{alanina}=36{,}03+7{,}056+14{,}01+32{,}00=89{,}096\\ \mathrm{g/mol}.]

Passo 5

Calcular a porcentagem em massa de cada elemento aplicando a fórmula do Passo 2.
Para o carbono:
\%\mathrm{C}=\frac{36{,}03}{89{,}096}\times100\%=40{,}46\%.
Para o hidrogênio:
\%\mathrm{H}=\frac{7{,}056}{89{,}096}\times100\%=7{,}92\%.
Para o nitrogênio:
\%\mathrm{N}=\frac{14{,}01}{89{,}096}\times100\%=15{,}73\%.
Para o oxigênio:
\%\mathrm{O}=\frac{32{,}00}{89{,}096}\times100\%=35{,}91\%.

Passo 6

Verificação rápida (soma das porcentagens, considerando arredondamentos):
40{,}46\%+7{,}92\%+15{,}73\%+35{,}91\%=100{,}02\%\\ (\text{diferença devido a arredondamento}).ç
Tudo fecha dentro do erro de arredondamento — bom sinal.

Passo 7

Resumo prático e dica para prova: calcule sempre a massa molar somando as contribuições de cada átomo; depois divida a contribuição de cada elemento pela massa molar e multiplique por 100\%. Use valores de massas atômicas da tabela periódica que o professor indicar e mantenha consistência de casas decimais para evitar erros por arredondamento. Força aí — você consegue!

Resposta

\%\mathrm{C}=40{,}46\%
\%\mathrm{H}=7{,}92\%
\%\mathrm{N}=15{,}73\%
\%\mathrm{O}=35{,}91\%

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