O metiltrioxorênio (MTO) é um catalisador bastante utilizado em algumas reações químicas. Sua análise mostrou a seguinte composição: H 1,21%, C 4,82%, O 19,26% e
. Qual é a sua fórmula mínima?
Passo 1
O enunciado dá a composição percentual do composto:
,
,
e
. A pergunta é: qual é a fórmula mínima (fórmula empírica) correspondente a essa composição percentual?
Lista das informações relevantes (pegas do enunciado):
Lista das informações relevantes (pegas do enunciado):
Passo 2
Método que vamos usar (explicação didática do procedimento):
Para obter a fórmula mínima a partir de porcentagens, segue-se o procedimento-padrão:
Para obter a fórmula mínima a partir de porcentagens, segue-se o procedimento-padrão:
- Assumir uma amostra de
. Assim a porcentagem vira massa em gramas: por exemplo vira de hidrogênio. - Converter cada massa em número de mols dividindo pela massa molar atómica de cada elemento (isto transforma massas em quantidade de matéria).
- Obter as razões entre esses números de mols dividindo todos pelo menor número de mols obtido. Isso dá a proporção inteira entre átomos na fórmula mínima.
- Se alguma razão não for quase inteira (por ex.
, ), multiplica-se todos os valores por um inteiro conveniente (2, 3, …) para obter inteiros.
Explicando o porquê da etapa 2: o mol é a unidade que relaciona massa e número de átomos; dividir a massa pela massa molar (g/mol) dá quantos mols daquele elemento existem, que é proporcional ao número de átomos.
Passo 3
Assumir
de composto e escrever as massas de cada elemento (converti as porcentagens em gramas):
Agora escolho as massas molares atômicas (valores usuais; explicando: são massas de 1 mol de átomos de cada elemento):
Passo 4
Calcular os números de mols de cada elemento dividindo massa pela massa molar (mostrando conta e raciocínio):
Comentário didático: cada divisão transforma a massa em “mols”, que é proporcional ao número de átomos. Os valores obtidos mostram que carbono e rênio têm quantidades muito semelhantes (em mols), enquanto hidrogênio e oxigênio têm cerca de três vezes essa quantidade.
Passo 5
Obter as razões dividindo todos os números de mols pelo menor valor entre eles. O menor aqui é
. Faço as divisões:
Explicação da aproximação: os resultados estão extremamente próximos de números inteiros (por exemplo
é praticamente
), então arredondamos para os inteiros mais próximos. Quando as razões ficam próximas de frações simples (ex.:
) aí seria preciso multiplicar por 2; aqui não é necessário.
Passo 6
Interpretando as razões inteiras obtidas: carbono
, hidrogênio
, oxigênio
, rênio
. Isso significa que a fórmula mínima contém 1 átomo de C, 3 de H, 3 de O e 1 de Re.