Questão 5) Os silicatos de cálcio são um dos principais constituintes do cimento Portland, sendo responsável pela resistência inicial do concreto. Uma amostra de determinado silicato foi analisada, resultando na seguinte composição centesimal: 72,48 % de Ca, 10,16 % de Si e 17,36 % de O. Sabendo que a massa molar do composto é aproximadamente 276,47 g mol^-1, determine:
(a) A fórmula empírica do composto com base na composição centesimal fornecida.
(b) A fórmula unitária do composto.

Passo 1

O enunciado dá a composição centesimal de um silicato de cálcio:
72,48% de Ca
10,16% de Si
17,36% de O
e informa que a massa molar do composto é aproximadamente 276,47:g/mol.
Precisamos encontrar (a) a fórmula empírica e (b) a fórmula unitária (molecular) do composto.

Passo 2

Assumimos 100: g de amostra, de modo que temos as seguintes massas:
mCa=72,48: g, mSi=10,16: g, m O=17,36: g
Usando massas atômicas aproximadas
MCa=40,08:g/mol, MSi=28,09:g/mol, M O=16,00:g/mol,
calculamos as quantidades de matéria:
nCa =72,4840,08approx1,808:mol, nSi =10,1628,09approx0,362:mol, n O =17,3616,00approx1,085:mol

Passo 3

Dividimos todas as quantidades de matéria pelo menor valor ( nSiapprox0,362) para obter a razão mais simples:
nCanSi approx1,8080,362=5,00, nSinSi=1, n OnSi approx1,0850,362=3,00
Logo, a fórmula empírica é
Ca5SiO3

Passo 4

Calculamos a massa molar da fórmula empírica:
bar Memp =5cdot MCa +1cdot MSi +3cdot M O =5cdot40,08+28,09+3cdot16,00 approx276,49:g/mol
Como esse valor coincide com a massa molar fornecida ( 276,47:g/mol), o fator de multiplicação n entre fórmula empírica e fórmula molecular é 1.

Passo 5

Portanto, a fórmula unitária (molecular) é igual à empírica, ou seja
Ca5SiO3.

Resposta

(a) Fórmula empírica: Ca5SiO3
(b) Fórmula unitária: Ca5SiO3

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