Questão 9. O ácido caproíco, substância responsável pelo odor nas meias sujas, é composto por átomos de C , H e O. A combustão de uma amostra de 0,225 g desse composto produz 0,512 g de CO2(g) e 0,209 g de H2 O(g). Qual é a fórmula empírica do ácido caproico? (b) O ácido caproico tem uma massa molar de 116 g / mol. Qual é sua fórmula molecular?

Passo 1

O enunciado dá uma amostra de ,0,225:g de ácido caproico, que contém os elementos C, H e O, e informa que a combustão produz ,0,512:g de CO2 e ,0,209:g de H2O. Para achar a fórmula empírica, vamos usar a análise de combustão: todo C vai para CO2 e todo H em H2O. Depois, calculamos massa de C, massa de H, massa de O por diferença, obtemos moles de cada elemento e reduzimos a razão a inteiros.

Passo 2

Calculamos a massa de C na amostra a partir da massa de CO2. A massa molar de CO2 é
MCO2=12,01+2times16,00=44,01:g/mol
O número de mols de CO2 formados é
nCO2=0,51244,01approx0,01164:mol
Cada mol de CO2 contém 1 mol de C, logo
nC=nCO2approx0,01164:mol,
e a massa de C é
mC=nCtimes12,01approx0,1397:g

Passo 3

Agora calculamos a massa de H a partir da massa de H2O. A massa molar de H2O é
MH2O=2times1,008+16,00=18,016:g/mol
O número de mols de H2O formados é
nH2O=0,20918,016approx0,01160:mol
Cada mol de H2O tem 2 mols de H, então
nH=2,nH2Oapprox0,02320:mol,
e a massa de H é
mH=nHtimes1,008approx0,0234:g

Passo 4

A massa de O na amostra é a diferença entre a massa total e a soma das massas de C e H:
mO=0,225 - (0,1397 + 0,0234)approx0,0619:g
O número de mols de O é
nO=mO16,00approx0,00387:mol

Passo 5

Agora obtemos a razão molar dividindo todos os n pelo menor, que é nO:
nCnOapprox0,011640,00387approx3,01approx3,
nHnOapprox0,023200,00387approx6,00,
nOnO=1
Logo a fórmula empírica é
C3H6O

Passo 6

Calculamos a massa molar da fórmula empírica:
Memp=3times12,01 + 6times1,008 + 16,00approx58,08:g/mol
Como o molar real é 116:g/mol, o fator de multiplicação é
11658,08approx2
Multiplicando a fórmula empírica por 2, obtemos a fórmula molecular:
C6H12O2

Resposta

(a) Fórmula empírica: C3H6O
(b) Fórmula molecular: C6H12O2

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