Faça o que se pede em cada um dos itens a seguir:
A combustão de uma amostra de 34,8 mg de benzaldeído, que contém apenas carbono, hidrogênio e oxigênio, produziu 101 mg de CO2 e 17,7 mg de H2 O. Dados: C = 1 2 , 0 u ; H=1 , 0 1 u
A massa molar do benzaldeído é 106,12 g / mol. Qual é sua fórmula molecular?
Solução:

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente precisa descobrir a fórmula molecular do benzaldeído usando os dados da combustão fornecidos. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre as substâncias nas reações químicas. Precisaremos calcular a quantidade de carbono e hidrogênio na amostra e, com isso, determinar a fórmula molecular.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O) foram produzidos na combustão.
Sabemos que cada mol de CO2 contém 1 mol de carbono © e cada mol de H2O contém 2 mols de hidrogênio (H).
A massa molar do CO2 é:
M(CO2) = 12,0,g/mol , (C) + 2 times 16,0,g/mol , (O) = 44,0,g/mol
E a massa molar da H2O é:
M(H2O) = 2 times 1,01,g/mol , (H) + 16,0,g/mol , (O) = 18,02,g/mol
Agora, calculamos os mols:
Mols de CO2:
n(CO2) = 101,mg44,0,g/mol = 0,101,g44,0,g/mol approx 0,002295,mol
Mols de H2O:
n(H2O) = 17,7,mg18,02,g/mol = 0,0177,g18,02,g/mol approx 0,000982,mol

Passo 3

Agora, vamos determinar a quantidade de carbono e hidrogênio na amostra.
Cada mol de CO2 traz 1 mol de C:
n(C) = n(CO2) approx 0,002295,mol
Cada mol de H2O traz 2 mols de H:
n(H) = 2 times n(H2O) approx 2 times 0,000982,mol approx 0,001964,mol

Passo 4

Agora, vamos calcular a massa de C e H na amostra.
Massa de C:
m(C) = n(C) times M(C) = 0,002295,mol times 12,0,g/mol approx 0,02754,g = 27,54,mg
Massa de H:
m(H) = n(H) times M(H) = 0,001964,mol times 1,01,g/mol approx 0,0019836,g = 1,9836,mg

Passo 5

Sabemos que a amostra original tinha 34,8 mg de benzaldeído e que contém apenas C, H e O. Vamos calcular a massa de oxigênio (O) na amostra.
m(O) = mtotal - m(C) - m(H) = 34,8,mg - 27,54,mg - 1,9836,mg approx 5,2764,mg

Passo 6

Agora, vamos calcular os mols de oxigênio.
A massa molar do O é 16,0 g/mol, então:
n(O) = m(O)M(O) = 5,2764,mg16,0,g/mol = 0,0052764,g16,0,g/mol approx 0,00033,mol

Passo 7

Agora temos os mols de C, H e O na amostra:
  • C: 0,002295 mol
  • H: 0,001964 mol
  • O: 0,00033 mol
Para encontrar a proporção dos átomos, dividimos cada quantidade pelo menor número de mols:
0,0022950,00033 approx 6,95 approx 7
0,0019640,00033 approx 5,95 approx 6
0,000330,00033 = 1
Assim, a fórmula empírica é C7H6O.

Passo 8

Agora, vamos determinar a fórmula molecular. Sabemos que a massa molar do benzaldeído é 106,12 g/mol e a massa molar da fórmula empírica C7H6O é:
Mempírica = 7 times 12,0 + 6 times 1,01 + 16,0 approx 84,0 + 6,06 + 16,0 = 106,06,g/mol í
A massa molar empírica já está praticamente igual à massa molar fornecida, o que significa que a fórmula molecular é a mesma que a empírica.

Resposta

A fórmula molecular do benzaldeído é C7H6O.

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