A estrutura do ácido succínico é apresentada a seguir:
a) Escreva a fórmula molecular do ácido succínico e calcule sua massa molecular.
b) Qual a fórmula empírica do ácido succínico?
c) Calcule a quantidade (mol) de ácido succínico em uma amostra de 125 mg do ácido puro.
d) Quantas moléculas de ácido succínico estão presentes na amostra do item (c)? E quantos átomos de carbono estão presentes nesta mesma amostra?
a) Escreva a fórmula molecular do ácido succínico e calcule sua massa molecular.
b) Qual a fórmula empírica do ácido succínico?
c) Calcule a quantidade (mol) de ácido succínico em uma amostra de 125 mg do ácido puro.
d) Quantas moléculas de ácido succínico estão presentes na amostra do item (c)? E quantos átomos de carbono estão presentes nesta mesma amostra?
Passo 1
O enunciado pede quatro coisas sobre o ácido succínico cuja estrutura foi dada por SMILES
:
- (a) Escrever a fórmula molecular e calcular a massa molecular (massa molar).
- (b) Encontrar a fórmula empírica.
- (c) Calcular a quantidade em mol de uma amostra de
do ácido puro. - (d) Calcular o número de moléculas presentes na amostra do item (c) e quantos átomos de carbono essa amostra contém.
Informações úteis extraídas do enunciado:
- Massa da amostra:
(isto é, ). - A estrutura
corresponde a um ácido dicarboxílico linear com dois grupos nos terminais.
Passo 2
Determinar a fórmula molecular a partir da estrutura (contagem de átomos).
- A cadeia tem quatro átomos de carbono em total: dois carbonos dos grupos carboxila e dois carbonos como
intermediários. Portanto há átomos de carbono. - Cada grupo carboxila
traz um átomo de hidrogênio; há dois desses grupos, então isso dá hidrogênios. Além disso existem dois grupos (cada um com 2 hidrogênios), somando hidrogênios. Total de hidrogênios: . - Oxigênios: cada carboxila tem
oxigênios, com duas carboxilas há oxigênios.
Portanto a fórmula molecular é
.
Passo 3
Calcular a massa molar (massa molecular) explicando o conceito e escolhendo massas atômicas.
- Lembrando: a massa molar de uma substância é a soma das massas atômicas (em
) de todos os átomos em sua fórmula molecular. Vou usar massas atômicas aproximadas normalmente usadas em cálculos químicos introdutórios: - carbono:
- hidrogênio:
- oxigênio:
- carbono:
Calculemos as contribuições:
Somando:
Arredondando de forma razoável (mantendo precisão compatível com os dados):
.
Passo 4
Determinar a fórmula empírica.
- Fórmula molecular:
. - Para obter a fórmula empírica dividimos os índices por seu máximo divisor comum. O máximo divisor comum de
é . - Dividindo todos por
obtemos a fórmula empírica .
Passo 5
Calcular a quantidade em mol da amostra de
.
- Primeiro converto a massa para gramas:
. - A relação entre massa
, número de mols e massa molar é . - Substituindo:
- Arredondando sensivelmente (massa dada com 3 algarismos significativos), podemos reportar
(isto é, ).
Passo 6
Calcular o número de moléculas da amostra usando o número de Avogadro.
- Definição: um mol de qualquer substância contém
partículas (moléculas, átomos, etc.), onde . - Número de moléculas
é .
- Arredondando como antes:
moléculas.
Passo 7
Calcular o número de átomos de carbono na amostra.
- Cada molécula de
contém átomos de carbono. - Então o número de átomos de carbono é
.
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d) moléculas \n
átomos de carbono
(b)
(c)
(d)