Determine a fórmula molecular de um óxido de fósforo que apresenta
de P e
de O em massa, sabendo que a massa molar é
.
Passo 1
O enunciado pede que a gente determine a fórmula molecular de um óxido de fósforo, sabendo:
- composição em massa:
de P e de O; - massa molar (massa molar molecular):
.
Pergunta final: qual é a fórmula molecular do composto?
Passo 2
Estratégia inicial (apenas a justificativa do que vamos usar, sem cálculos ainda): para achar a fórmula molecular a gente normalmente faz:
- assumir uma amostra de
para transformar as porcentagens em massas (isso facilita); - converter massas em mols usando
; - obter a razão molar mais simples (dividindo pelo menor número de mols) para achar a fórmula empírica;
- comparar a massa molar experimental dada com a massa molar da fórmula empírica para encontrar o fator multiplicativo e assim achar a fórmula molecular.
Passo 3
Assumimos
de amostra. Então as massas são:
- massa de P:
(peguei isto da porcentagem ); - massa de O:
(peguei isto da porcentagem ).
Passo 4
Agora convertemos para mols usando as massas atômicas (usarei
e
).
Cálculo dos mols de fósforo:
Cálculo dos mols de oxigênio:
Explanação rápida:
é o número de mols,
é a massa em gramas e
é a massa molar (g/mol). A fórmula
é direta — divide a massa pelo quanto pesa 1 mol daquele elemento.
Passo 5
Formamos a razão molar simples dividindo ambos os valores pelo menor número de mols (
):
Interpretação: a razão dá aproximadamente
. Como em fórmulas químicas precisamos de inteiros, notamos que
. Para remover o
multiplicamos ambas as razões por
:
Isso nos dá a fórmula empírica com inteiros:
.
Observação sobre arredondamento: é comum encontrar razões como
; aí multiplicamos por
. Se tivéssemos
ou
multiplicaríamos por
etc. Sempre verificar se o número está suficientemente próximo de uma fração simples.
Passo 6
Calculamos a massa molar da fórmula empírica
para comparar com a massa molar dada:
Passo 7
Determinamos quantas vezes a fórmula empírica cabe na fórmula molecular usando a massa molar fornecida
:
Como o fator é
, multiplicamos os índices da fórmula empírica por
:
Passo 8
Verificação rápida: a massa molar de
é
, que está essencialmente igual a
considerando arredondamentos numéricos — ótimo, confirmado.