Qual a composição centesimal do clorofórmio \left(\mathrm{CHCl}_{3}\right), uma substância antigamente usada como anestésico?

Passo 1

O que o exercício pede: determinar a composição centesimal (percentual em massa) da substância clorofórmio, cuja fórmula molecular é \mathrm{CHCl}_3.
Informações dadas / que vou usar (retiradas da tabela periódica padrão):
\mathrm{C}: massa atômica aproximada \,12,00\;\mathrm{u}
\mathrm{H}: massa atômica aproximada \,1,008\;\mathrm{u}
\mathrm{Cl}: massa atômica aproximada \,35,45\;\mathrm{u}
Observação: a fórmula \mathrm{CHCl}_3 indica 1 átomo de carbono, 1 de hidrogênio e 3 de cloro por molécula.

Passo 2

Conceito e fórmula que vamos usar (explicadinha passo a passo):
  • Composição centesimal (ou percentagem em massa) de um elemento X numa substância é a fração da massa total da molécula que corresponde ao(s) átomo(s) de X, multiplicada por 100\%.
  • Para um composto, a massa de X presente em 1 mol do composto é:
\text{massa de }X = (\text{número de átomos de }X)\times(\text{massa atômica de }X).úáô
Aqui cada “massa atômica” está em unidades \mathrm{g/mol} (mesmo número que em u).
  • A massa molar do composto (molar mass) é a soma das massas de todos os átomos da fórmula:
M(\text{composto})=\sum (\text{coeficiente estequiométrico})\times(\text{massa atômica}).éô
  • Finalmente, a percentagem em massa de X é:
\%\!X=\frac{\text{massa de }X\text{ em 1 mol}}{M(\text{composto})}\times100\%.
Vou aplicar exatamente isso para \mathrm{CHCl}_3.

Passo 3

Calcular a massa molar de \mathrm{CHCl}_3.
Usando as massas atômicas que listei:
M(\mathrm{CHCl}_3)=1\cdot12,00+1\cdot1,008+3\cdot35,45.
Agora as contas:
1\cdot12,00=12,00,
1\cdot1,008=1,008,
3\cdot35,45=106,35.
Somando:
M(\mathrm{CHCl}_3)=12,00+1,008+106,35=119,358\\ \mathrm{g/mol}.
(Manterei alguns dígitos extras para precisão; posso arredondar no final.)

Passo 4

Calcular a percentagem em massa de cada elemento seguindo a fórmula do Passo 2.
Carbono:
\%\mathrm{C}=\frac{1\cdot12,00}{119,358}\times100\%=10,0531\%\approx10,05\%.
Hidrogênio:
\%\mathrm{H}=\frac{1\cdot1,008}{119,358}\times100\%=0,8443\%\approx0,84\%.
Cloro (os 3 átomos juntos):
\%\mathrm{Cl}=\frac{3\cdot35,45}{119,358}\times100\%=89,1026\%\approx89,11\%.
Expliquei cada substituição: no numerador coloquei a massa total do elemento em 1 mol (coeficiente estequiométrico vezes massa atômica) e no denominador a massa molar total do composto. Depois multipliquei por 100\% para obter percentagem. Arredondei os resultados finais a duas casas decimais para apresentação.

Passo 5

Verificação rápida (soma das percentagens):
10,05\%+0,84\%+89,11\%=100,00\%,
ou seja, os valores arredondados fecham bem para 100\% (boa sinal de que não houve erro).
Dica prática para a prova (rápido passo-a-passo que você pode decorar): 1) escreve fórmula, 2) pega massas atômicas, 3) calcula massa molar somando (coeficiente×massa), 4) para cada elemento faz (massa do elemento em 1 mol)/(massa molar)×100%.

Resposta

Carbono: 10,05\%
Hidrogênio: 0,84\%
Cloro: 89,11\%

Exercícios relacionados