Exercícios Resolvidos de Fórmulas Químicas

Unicamp – Química Geral e Inorgânica. Prof. Nelson. P3 – 2015.1. Questão 03. Modificada.

O gás cianogênio é composto de 46,2% de C e 53,8% de N em massa. A 25°C e 751 torr, 1,05 g deste gás tóxico ocupa 500 mL. Considerando que o gás tenha comportamento ideal, defina a fórmula molecular desse gás.

Dados:

R = 0,082 L.atm/mol.K

1 torr = 0,0013 atm

M M C = 12,0 g/mol

M M N = 14,0   g/mol

Lei dos gases ideais:

P V = n R T

Passo 1

A questão envolve essa parte de gases ideais que talvez você ainda não tenha estudado.

Mas vamos no passo-a-passo que vai dar tudo certo!

Para transformar a composição percentual em fórmula molecular, começamos “fingindo” que temos uma amostra de 100 g do gás. Neste caso, teremos 46,2 g de C e 53,8 g de N.

Com essas massas e as massas molares do C e do N, vamos calcular o número de mols de C e N na fórmula mínima.

n N = m N M M N = 53,8 14,0 = 3,8

n C = m C M M C = 46,2 12,0 = 3,8

Então a proporção molar entre C e N no gás cianogênio é de 1:1. E a fórmula mínima será dada por: C N .

Mas a fórmula molecular pode ser: C N , C 2 N 2 , C 3 N 3 ...

Para transformar a fórmula mínima em fórmula molecular, precisamos conhecer a massa molar do composto.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Pra isso, vamos utilizar a lei dos gases ideais, que nos diz o volume ( V ) ocupado por determinado número de mols ( n ) de um gás, dada determinada condição de temperatura ( T ) e pressão ( P ):

P V = n R T ,

Onde R é a constante dos gases ideais.

Pelo enunciado temos que:

P = 751   t o r r   x   0,0013   a t m t o r r = 0,976   a t m

V = 0,5   L

R = 0,082   L . a t m m o l . K

T = 25 + 273 = 298   K

Observe que o R “definiu” quais unidades a gente precisou usar pra P ,   V   e   T .

Calculando então:

0,976.0,5 = n . 0,082.298

n = 0,488 24,44 = 0,02   m o l

O enunciado nos diz, ainda, que a amostra é de 1,05 g do gás.

Podemos então calcular a massa molar do gás por:

n = m M M

0,02 = 1,05 M M

M M = 52,5   g / m o l

Passo 3

Para a determinação da fórmula molecular, dividimos a massa molar pela massa molar da fórmula mínima, obtendo:

M M g á s   c i a n o g ê n i o M M f ó r m u l a   m í n i m a = 52,5 ( 14 + 12 ) = 2,02

Como precisamos de um valor inteiro, utilizamos a aproximação ≅ 2 .

Portanto, a fórmula molecular será a fórmula mínima com os índices multiplicados pelo fator 2:

C 2 x 1 N 2 x 1 = C 2 N 2

Resposta

C 2 N 2

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