A queima completa de 22 g de um gás combustível, com densidade
nas CNTP, produziu 66 g de gás carbônico e 36 g de água. Dessa análise podemos concluir que o gás combustível possui qual fórmula molecular?
Passo 1
Primeiro vamos identificar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
Dado:
- Massa do gás queimado:
. - Densidade do gás nas CNTP:
. - Produto da combustão:
de e de .
Pergunta:
- Qual é a fórmula molecular do gás combustível?
Observação: nas CNTP (0 °C e 1 atm) o volume molar de um gás ideal é
. Vamos usar isso para relacionar densidade e massa molar.
Passo 2
Entender a ligação entre produtos e átomos do combustível (aulas rápidas e úteis para prova).
- Na combustão completa, todo carbono (
) do combustível termina em . Logo, o número de mols de formado é igual ao número de mols de átomos de carbono que havia no combustível queimado. - Todo hidrogênio (
) do combustível termina em . Cada mol de contém 2 mols de átomos de hidrogênio, logo o número de mols de no combustível é duas vezes os mols de .
Agora calculamos os mols de
e
formados (usando massas molares aproximadas simples para facilitar cálculos de prova:
e
).
Mols de
:
Mols de
:
Passo 3
Determinar quantos mols de átomos de
e de
havia no total que foi queimado.
- Cada mol de
tem 1 mol de , então mols de = mols de = . - Cada mol de
tem 2 mols de , então mols de = .
Portanto, a amostra de
do gás continha
de átomos de
e
de átomos de
.
Passo 4
Agora precisamos relacionar esses mols de átomos ao número de mols da própria substância (isto é, quantos mols do gás foram queimados). Para isso usamos a densidade nas CNTP para achar a massa molar do gás.
Relação importante (muito útil em provas): a massa molar de um gás nas CNTP é dada por
onde
é a densidade (
) e
é o volume molar (
).
Calculando
:
Mols do gás contidos em
:
(Interpretação: aproximadamente
mol do gás foi queimado para produzir os produtos dados.)
Passo 5
Agora vamos achar quantos átomos de
e
há por mol do gás — dividimos os mols de átomos obtidos pelo número de mols do gás queimado.
Mols de
por mol de gás:
Mols de
por mol de gás:
Explicação sobre arredondamento (importante na prova): esperamos números inteiros pequenos para subíndices de fórmula. Aqui os valores estão muito próximos de
e
, então a fórmula empírica por mol é
.
Passo 6
Confirmação final (cheque rápido que a massa molar bate): a massa molar calculada experimentalmente foi
. A massa molar teórica de
é
que está em excelente acordo com
. Isso reforça que a fórmula molecular é
(propano).
Força aí — você tirou a fórmula a partir das massas dos produtos e da densidade, que é exatamente o tipo de raciocínio cobrado em prova.