Determine a fórmula empírica de cada um dos seguintes compostos, se uma amostra contém:
(a) 0,0130 mol de C, 0,0390 mol de H e 0,0065 mol de O;
(b) 11,66 g de ferro e 5,01 g de oxigênio;
(c) 40,0 % de C, 6,7% de H e 53,3% de O em massa.
Passo 1
Entenda todas as referências como o Capitão América e reveja essa teoria para cortar todas as cabeças do seu problema.
Relembrando:
1) Fórmula Empírica = Fórmula MÍNIMA - representa a composição PROPORCIONAL DE ÁTOMOS NO COMPOSTO;
Ex:
CH2O
2) Fórmula Molecular = representação dos compostos e seus conteúdos completos;
Ex:
C6H12O6
3) Porcentagem de Massa = percentual de massa de UM ÁTOMO ISOLADO DENTRO DE DETERMINADA MOLÉCULA;
Ex:
Qual é a % de C em C6H12O6? Existem 6 átomos de Carbono em C6H12O6, ou seja:

Nesse caso, tem-se:
O que significa que 40% da massa de C6H12O6 é composta por Carbono.
Passo 2
É necessário encontrar todas as relações estequiométricas dos respectivos compostos de acordo com os seus dados específicos e suas massas atômicas.
Também é preciso verificar o tipo de relação de cada uma das comparações proporcionais, pois tanto a fórmula empírica quanto a molecular serão determinadas pelas quantidades MOLARES DOS ÁTOMOS PRESENTES EM CADA COMPOSTO:
Na letra (a) a relação é direta entre mols de cada elemento;
Na letra (b), entre massa em gramas;
Na letra (c), em % de massa.
Passo 3
Se a relação é direta MOL x MOL
Letra (a) - Caso Geral
Temos:
0,0130 mol de C ⎯ 0,0390 mol de H ⎯ 0,0065 mol de O
As proporções devem ser ajustadas aos seus MENORES VALORES INTEIROS POSSÍVEIS
0,0130 mol de C ⎯ 0,0390 mol de H ⎯ 0,0065 mol de O → (x 10000 - por exemplo)
130 mol de C ⎯ 390 mol de H ⎯ 65 mol de O → (÷ 65 pra finalizar o acerto)
2 mol de C ⎯ 6 mol de H ⎯ 1 mol de O
Ou seja, a fórmula empírica é C2H6O
Se a relação é entre MASSA (g) x MOL
Letra (b) - Caso Geral
Tem-se:
11,66 g de ferro e 5,01 g de oxigênio
As proporções devem PRIMEIRO ser relacionadas com as suas respectivas distribuições estequiométricas, logo:
11,66 g ⎯ nFe
55,845 g ⎯ 1 mol Fe
nFe = 11,66 / 55,845 = 0,2088 mol
5,01 g ⎯ nO
15,99 g ⎯ 1 mol O
nO = 5,01 / 15,99 = 0,3133 mol
A reação ocorre entre 0,2088 mol de Fe e 0,3133 mol de O, ou seja:
0,2088 mol de Fe ⎯ 0,3133 mol de O → (÷ 0,2088)
1 mol de Fe ⎯ 1,5004 mol de O → (x1,9994)
1,9994 mol de Fe ⎯ 3 mol de O
aproximando:
2 mol de Fe ⎯ 3 mol de O
Ou seja, a fórmula empírica é Fe2O3
Se a relação é entre % DE MASSA x MOL
Letra (c) - Caso Geral
Tem-se:
40,0 % de C, 6,7% de H e 53,3% de O em massa
40% ⎯ nC
12,01 g ⎯ 1 mol C
nC = 40 / 12,01 = 3,3305 mol C
6,7% ⎯ nFe
1,008 ⎯ 1 mol H
nH = 6,7 / 1,008 = 6,6468 mol H
53,3% ⎯ nO
15,99 ⎯ 1 mol O
nFe = 53,3 / 15,99 = 3,3333 mol O
3,3305 mol de C ⎯ 6,6468 mol de H ⎯ 3,3333 mol de O → (aproximando)
3,33 mol de C ⎯ 6,64 mol de H ⎯ 3,33 mol de O → (÷ 3,33)
1 mol de C ⎯ 1,99 mol de H ⎯ 1 mol de O
aproximando:
1 mol de C ⎯ 2 mol de H ⎯ 1 mol de O
Ou seja, a fórmula empírica é CH2O
Resposta
(a) 0,0130 mol de C, 0,0390 mol de H e 0,0065 mol de O = Fórmula Empírica C2H6O
(b) 11,66 g de ferro e 5,01 g de oxigênio = Fórmula Empírica Fe2O3
(c) 40,0 % de C, 6,7% de H e 53,3% de O em massa = Fórmula Empírica CH2O