Tem-se uma mistura de fenol e 4-bromofenol. A 4,4 g de uma amostra desta mistura se adicionou um excesso de bromo. Como resultado da reação se formaram
de 2,4,6-tribromofenol. Determinar a percentagem em massa de 4-bromofenol na mistura inicial.
Passo 1
O enunciado dá e pede o seguinte (vou listar tudo claramente):
- Massa total da amostra inicial (mistura de fenol e 4-bromofenol):
. - Adicionou-se bromo em excesso e formou-se
de 2,4,6-tribromofenol. - Pergunta: determinar a percentagem em massa de 4-bromofenol na mistura inicial (ou seja, qual a fração percentual da massa de 4-bromofenol em relação aos
).
Passo 2
Raciocínio químico-estoquiométrico essencial (explicadinho):
- Fenol (
) bromina nas posições 2,4,6 formando 2,4,6-tribromofenol. Uma molécula de fenol dá uma molécula de 2,4,6-tribromofenol. - 4-Bromofenol já tem um bromo na posição 4; com bromo em excesso ele bromina nas duas posições orto (2 e 6) formando também 2,4,6-tribromofenol. Uma molécula de 4-bromofenol também dá uma molécula de 2,4,6-tribromofenol.
- Conclusão útil: cada mol de fenol ou cada mol de 4-bromofenol fornece exatamente 1 mol de 2,4,6-tribromofenol. Ou seja, o número total de mols de produto formado é igual à soma dos mols de fenol e de 4-bromofenol que havia inicialmente.
Passo 3
Definir incógnitas e calcular massas molares (vou usar massas atômicas aproximadas:
,
,
,
):
- Seja
a massa de 4-bromofenol na mistura inicial, em gramas. Então a massa de fenol é (em g). - Massa molar do fenol:
- Massa molar do 4-bromofenol (
):
- Massa molar do 2,4,6-tribromofenol (
):
Passo 4
Escrever a equação usando a relação molar 1:1 para cada componente:
- Mols de 4-bromofenol inicialmente:
. - Mols de fenol inicialmente:
. - Mols totais de produto formados (iguais à soma anterior) obtidos a partir da massa de produto:
Montando a igualdade:
Passo 5
Resolver a equação passo a passo:
- Calcular o termo do lado direito:
- Expandir a equação:
- Agrupar os termos em
:
- Calcular os números:
Logo
Passo 6
Calcular a percentagem em massa de 4-bromofenol e comentar:
- Percentagem em massa:
- Sanity check rápido: valor razoável porque a maior parte da massa inicial é do composto mais pesado (4-bromofenol) se uma quantidade moderada de produto (9,93 g) é formada.
Resposta
78,6%