Questão 10) Sobre fórmulas moleculares e empíricas:
Determine a fórmula empírica e a fórmula molecular de cada uma dessas substâncias:
I) Um composto contém 75,69% de C,8,80% de H, 15,51% de O em MASSA e possui massa molar de 206,00 g mol^-1;
II) Um composto possui 58,55 % de C, 13,81 % de H, 27,40 % de N em MASSA e possui massa molar de 102,20 g mol^-1;

Passo 1

O enunciado pede para achar a fórmula empírica e a fórmula molecular de dois compostos a partir da composição centesimal (percentual em massa) e da massa molar. O conteúdo aqui é “análise de composição” e “relação entre massa molar empírica e molecular”. Vamos assumir 100 g de cada composto, converter os percentuais em gramas e depois em mols, encontrar a razão molar mais simples (fórmula empírica) e, por fim, comparar a massa molar empírica com a massa molar dada para obter a fórmula molecular.

Passo 2

Composto I: 75,69% de C, 8,80% de H, 15,51% de O e M=206,00 gcdotmol^-1.
Assumindo 100 g, temos
mrm C=75,69 g, mrm H=8,80 g, mrm O=15,51 g
Convertendo em mols:
nrm C=75,6912,01=6,306, nrm H=8,801,008=8,730, nrm O=15,5116,00=0,969
Dividindo pelo menor ( 0,969):
nrm C0,969=6,51, nrm H0,969=9,01, nrm O0,969=1
Como 6,51 não é inteiro, multiplicamos tudo por 2:
6,51times2approx13,9,01times2approx18,1times2=2
Logo, a fórmula empírica é
boxedC13H18O2

Passo 3

Calculamos a massa molar da fórmula empírica:
Mrm emp = 13cdot12,01 + 18cdot1,008 + 2cdot16,00 = 206,27 gcdotmol^-1
Como Mrm empapprox206,00 gcdotmol^-1 (dado), o fator n=M/Mrm empapprox1. Portanto a fórmula molecular coincide com a empírica:
boxedC13H18O2

Passo 4

Composto II: 58,55% de C, 13,81% de H, 27,40% de N e M=102,20 gcdotmol^-1.
Assumindo 100 g:
mrm C=58,55 g, mrm H=13,81 g, mrm N=27,40 g
Convertendo em mols:
nrm C=58,5512,01=4,876, nrm H=13,811,008=13,701, nrm N=27,4014,01=1,956
Dividindo pelo menor ( 1,956):
nrm C1,956=2,49, nrm H1,956=7,01, nrm N1,956=1
Como 2,49approx2,5 e 7,01approx7, multiplicamos tudo por 2:
2,5times2=5,7times2=14,1times2=2
Logo, a fórmula empírica é
boxedC5H14N2

Passo 5

Massa molar empírica:
Mrm emp = 5cdot12,01 + 14cdot1,008 + 2cdot14,01 = 102,18 gcdotmol^-1
Como Mrm empapprox102,20 gcdotmol^-1, o fator napprox1 e a fórmula molecular coincide com a empírica:
boxedC5H14N2

Resposta

I) fórmula empírica C13H18O2; fórmula molecular C13H18O2.
II) fórmula empírica C5H14N2; fórmula molecular C5H14N2.

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