Exercício 2: Determine a fórmula mínima do composto com a composição em massa de 55,3% de K, 14,6 % de P, 30,1 % de O.
Passo 1
O enunciado pede: determinar a fórmula mínima (fórmula empírica) do composto cuja composição em massa é:
- Potássio:
- Fósforo:
- Oxigênio:
Informações úteis extraídas do enunciado:
- As porcentagens de massa de cada elemento somam
(portanto representam frações massicas do composto). - Não há outras informações (pressupõe-se que são massas relativas percentuais para um composto puro).
Passo 2
Ideia do método (passo a passo que será usado; nada de cálculo ainda):
- Assumir uma amostra de referência de
g do composto. Assim a massa de cada elemento em gramas coincide numericamente com a porcentagem dada (ex.: g de K). - Converter cada massa em número de mols usando a relação
onde
é o número de mols,
é a massa em gramas e
é a massa molar (g·mol
) do elemento.
3. Obter as razões molares dividindo todos os pelo menor valor de
encontrado.
4. Se as razões resultarem em números muito próximos de inteiros, esses inteiros são os subíndices da fórmula mínima. Se aparecerem frações simples (como ,
,
), multiplicar por um fator pequeno (2, 3 ou 4) para obter inteiros.
Vou aplicar isso usando massas molares aproximadas: ,
,
. Essas são as massas atômicas relativas padrão.
3. Obter as razões molares dividindo todos os
4. Se as razões resultarem em números muito próximos de inteiros, esses inteiros são os subíndices da fórmula mínima. Se aparecerem frações simples (como
Vou aplicar isso usando massas molares aproximadas:
Passo 3
Converter as porcentagens em massas (assumindo
g de composto):
Calcular o número de mols de cada elemento usando
.
Para o potássio:
Para o fósforo:
Para o oxigênio:
Expliquei cada variável:
é mols,
é massa em gramas (aqui igual à porcentagem porque assumimos
g), e
é a massa molar do elemento em g·mol
.
Passo 4
Determinar as razões molares dividindo todos os
pelo menor
, que é
.
Cálculos das razões:
Interpretação e arredondamento: os valores ficam muito próximos dos inteiros
,
e
. Não há necessidade de multiplicar por outro fator porque já são inteiros (ou extremamente próximos, como
). Logo os subíndices da fórmula mínima são
.
Passo 5
Escrever a fórmula mínima com notação química usual e verificar rapidamente checando percentagens calculadas a partir da fórmula
.
Massa molar da fórmula:
Percentagem de cada elemento (verificação):
A verificação mostra que a fórmula obtida reproduz as porcentagens dadas dentro do arredondamento numérico, confirmando que a fórmula mínima é correta. Parabéns — você acabou de transformar porcentagens em fórmula empírica!