Enunciado

Ver Outros Exercícios
desse livro

Um composto encontrado no núcleo de uma célula humana contém carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. A análise por combustão de 1,35 g do composto produziu 2,20 g de C O 2 e 0,901 de H 2 O . Quando outra amostra, de 0,5 g, do composto foi analisada para nitrogênio, produziu-se 0,13 g de N 2 . Qual é a fórmula empírica do composto?

Passo 1

Legal galera, sabemos que quando ocorre a combustão de 1,35 g de Aroclor 1254 produzimos 2,2 g de C O 2 .

Vamos olhar a reação de combustão para o carbono:

C + O 2 → C O 2  

Se já sabemos as proporções de mols entre eles, basta calcularmos o número de mols de C O 2 e correlacionar com a massa do carbono:

n C O 2 = m C O 2 M M C O 2

Sabemos que:

m C O 2 = 2,20   g

M M C = 12,01 g m o l

M M C O 2 = 44,01 g m o l

Substituindo a equação:

n C O 2 = 2,20   g 44,01 g m o l = 0,05   m o l s

Como:

n C O 2 = n C = 0,05   m o l s = m C M M C  

m C = 0,05   m o l s × 12,01 g m o l = 0,60   g

Passo 2

Quando ocorre a combustão e 1,35 g de uma amostra produziu 0,901 g de H 2 O .

Vamos olhar a reação de combustão para o hidrogênio:

4 H + O 2 → 2 H 2 O  

Se já sabemos as proporções de mols entre eles, basta calcularmos o número de mols de C O 2 e correlacionar com a massa do hidrogênio:

n H 2 O   = m H 2 O   M M H 2 O  

Sabemos que:

m H 2 O   = 0 , 901   g

M M H = 18,02 g m o l

Então:

n H 2 O   = 0 , 901   g 18,02 g m o l = 0,0 5   m o l   d e   H 2 O

Pela reação estequiométrica:

n H = 0,0 5   m o l   d e   H 2 O × 4   m o l s   d e   H 2   m o l   d e   H 2 O   = 0 , 1   m o l   d e   H

Para a massa de hidrogênio:

m H = n H   × M M H

Como:

M M H = 1,008 g m o l

Colocando na equação:

m H = 0 , 1   m o l   × 1,008 g m o l = 0 , 1   g

Passo 3

Agora, para o nitrogênio nós podemos fazer a mesma coisa.

n N 2   = m N 2   M M N 2  

Sabemos que:

m N 2   = 0,1 3   g

M M N 2 = 28 g m o l

Então:

n N 2   = 0 , 13   g 28 g m o l = 4,6 × 10 - 3   m o l   d e   N 2

Pela relação estequiométrica:

n N = 4,6 × 10 - 3   m o l   d e   N 2 × 2   m o l s   d e   N 1   m o l   d e   N 2   = 9,3 × 10 - 3   m o l   d e   N

Para a massa de nitrogênio:

m N = n N   × M M N

Como:

M M N = 14 g m o l

Colocando na equação:

m N = 9,3 × 10 - 3   m o l   × 14 g m o l = 0,1 3   g

Já sabemos a massa de nitrogênio presente naquela amostra, só precisamos saber qual a porcentagem ela vai ocupar da massa total:

P o r c e n t a g e m   d e   N i t r o g ê n i o = 0,1 3   g   0 , 5   g × 100 % = 26 %

Passo 4

Agora que já temos a porcentagem de nitrogênio na amostra de 1,35 g para podermos achar quanto de oxigênio nós temos.

Então, a massa de nitrogênio será:

m N = 1,35   g × 26 100 = 0,351   g   d e   n i t r o g ê n i o

Para a fórmula precisamos do número de mols:

n N   = 0,3 51   g 14 g m o l = 0,025   m o l   d e   N

Para achar a massa de oxigênio vamos subtrair todas as massas acima da massa total:

m O = 1,35   g - 0,351   g - 0,1   g - 0,60   g = 0,299   g   d e   O

Em mols:

n O   = 0,299   g 1 6 g m o l = 0,02   m o l   d e   O

Passo 5

Para achar a proporção nós vamos dividir todos os números de mol pelo menor valor:

C a r b o n o = 0,05   m o l s 0 , 02   m o l = 2,5

H i d r o g ê n i o = 0,1   m o l 0 , 0 2   m o l = 5

N i t r o g ê n i o = 0,025   m o l 0,02   m o l = 1,25

O x i g ê n i o = 0,02   m o l 0,0 2   m o l = 1

Como alguns não tm um número inteiro, vamos multiplicar todos por 2:

C a r b o n o = 5

H i d r o g ê n i o = 10

N i t r o g ê n i o = 2,5

O x i g ê n i o = 2

Como o nitrogênio se aproxima de 3 podemos assumir que a fórmula química: C 5 H 10 N 3 O 2 .

Foi grande, mas nada de difícil, né?!

Resposta

C 5 H 10 N 3 O 2 .

Exercícios de Livros Relacionados

Um aluno está descendo de skate uma rampa de 6,0 m de comprimento e in
Uma pessoa cujo peso é 5,20 10 2 N está sendo puxada para cima vertica
Calcule a integral. ∫     x e 2 x 1 + 2 x 2   d x
1. Verifique que a função dada é diferenciável.b) f x , y = x 4 + y 3
Calcule o centroide da área a seguir em termos das variáveis dos raios