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:

6 ∗ 12 6 * 12   +   12 * 1   +   6 * 16 * 100 %   = 72 180 * 100 % = 40 %

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