1 - (FUVEST - adaptada) Deseja-se saber se três hidrocarbonetos saturados I, II e III são isômeros entre si. Para tal, amostras desses hidrocarbonetos foram analisadas, determinando-se as quantidades de carbono e de hidrogênio presentes em cada uma delas. Os resultados obtidos foram os seguintes:
Hidrocarboneto Massa da amostra (g) Massa de carbono (g) Massa de hidrogênio (g)
I 0,2 0,168 0,032
II 0,3 0,252 0,048
III 0,6 0,491 0,109
Com base nesses resultados, quais compostos são isômeros entre si? E que tipos de isomeria plana poderiam ser observadas? ( C=12, H=1 )

Passo 1

O enunciado dá massas de carbono e hidrogênio em amostras dos três hidrocarbonetos saturados I, II e III, e pede para determinar quais deles são isômeros e que tipos de isomeria plana (isomeria constitucional) eles podem apresentar. Para isso, vamos descobrir a fórmula molecular de cada um a partir da análise da proporção molar C:H e, em seguida, comparar essas fórmulas.

Passo 2

Determinar a fórmula de I:
Moles de carbono em I:
\frac{0,168}{12} = 0,014\text{ mol}
Moles de hidrogênio em I:
\frac{0,032}{1} = 0,032\text{ mol}
Razão \frac{\text{H}}{\text{C}} = \frac{0,032}{0,014}\approx2,2857.
Como 2,2857=\frac{16}{7}, a fórmula é \mathrm{C_7H_{16}}.

Passo 3

Determinar a fórmula de II:
Moles de carbono em II:
\frac{0,252}{12} = 0,021\text{ mol}
Moles de hidrogênio em II:
\frac{0,048}{1} = 0,048\text{ mol}
Razão \frac{\text{H}}{\text{C}} = \frac{0,048}{0,021}\approx2,2857, igual a \frac{16}{7}.
Logo, II também é \mathrm{C_7H_{16}}.

Passo 4

Determinar a fórmula de III:
Moles de carbono em III:
\frac{0,491}{12}\approx0,0409\text{ mol}
Moles de hidrogênio em III:
\frac{0,109}{1}=0,109\text{ mol}
Razão \frac{\text{H}}{\text{C}} = \frac{0,109}{0,0409}\approx2,6667, ou seja \frac{8}{3}.
Logo, III é \mathrm{C_3H_8}.

Passo 5

Comparando as fórmulas:
– I e II têm fórmula molecular \mathrm{C_7H_{16}}, portanto são isômeros entre si.
– III é \mathrm{C_3H_8}, diferente, não é isômero de I nem de II.

Passo 6

Hidrocarbonetos saturados como \mathrm{C_7H_{16}} apresentam isomeria plana constitucional, especialmente:
– Isomeria de cadeia (diferentes arranjos do esqueleto de carbono).
– Dentro dessa, isomeria de posição de ramificações (quando o mesmo tipo de ramificação aparece em carbono interno ou terminal).

Resposta

I e II são isômeros entre si.
Eles podem apresentar isomeria plana constitucional do tipo cadeia (e, por extensão, posição de ramificação).

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