Enunciado

Fósforo e oxigênio reagem para formar dois óxidos de fósforo diferentes. A percentagem de massa do fósforo em um deles é 43,64 % e, no outro, 56,34 % . a) Escreva a fórmula empírica de cada óxido de fósforo. b) A massa molar do primeiro óxido é 283,33 g . m o l - 1 e a do segundo, 219,88   g . m o l - 1 . Determine a fórmula molecular e nomeie cada óxido. c) Escreva uma equação química balanceada para a formação de cada um dos óxidos.

Passo 1

  1. Fala aí! Temos algumas letrinhas para responder, né?
  2. Vamos começar pela letra a, o problema nos diz que são formados óxido de fósforo… Certo! Mas então devem ter essa carinha aqui, olha só:

    P X O Y

    E como vamos sabemos qual a percentagem de fósforo de cada um?

    Opa! É só seguir esse bizu aqui! Começando pelo oxigênio:

    Para o primeiro:

    100 % - 43,64 %   d e   P = 56,36 %   d e   O

    Agora para o segundo:

    100 % - 56,34 %   d e   P = 43,66 %   d e   O

    Show! Vamos continuar…

    Passo 2

    Agora a gente precisa estabelecer uma base de massa para cada um dos compostos… Podemos usar 100   g pra essa base, ok?

    Agora vamos descobrir a quantidade de mols de cada elemento em cada composto, olha só:

    Lembrando que: Massa molar do P = 30,97   g / m o l

    Massa molar do O = 16,00   g / m o l

    Para achar a quantidade de mols vamos aplicar:

    n = m × p e r c e n t u a l M M

    Para o primeiro composto:

    P = 100   g   .   0,4364 30,97   g . m o l - 1 O = 100   g   .   0,5636 16,00   g . m o l - 1

    P = 1,409   m o l O = 3,523   m o l

    Agora para o composto 2:

    P = 100   g   .   0,5634 30,97   g . m o l - 1 O = 100   g   .   0,4366 16,00   g . m o l - 1

    P = 1,819   m o l O = 2,729   m o l

    Mas ainda não acabou, pois precisamos de números inteiros para montar a fórmula molecular1

    Passo 3

    Agora para gente descobrir os coeficientes de cada elemento em cada composto precisamos dividir o número de mols de oxigênio pelos de fósforo, ok?

    Para o composto 1:

    3,523   m o l 1,409   m o l = 2,5

    O que isso quer dizer? Bom, para cada 1 mol de fósforo, precisamos ter 2,5 mol de oxigênio… Ops! Mas vamos ter coeficientes decimais na fórmula?

    Não, relaxa! É só multiplicar por 2, aí tudo se encaixa! Nossa fórmula ficará:

    P 2 O 5

    Agora para o composto 2:

    2,729   m o l 1,819   m o l = 1,5

    Agora a gente tem para cada 1 mol de fósforo 1,5 mol de oxigênio, belê?

    Precisamos multiplicar por 2 novamente, né? Ficaremos então com:

    P 2 O 3

    Show! Terminamos a letra a!

    Passo 4

  3. Partindo para a letra b, precisamos achar a fórmula molecular e dar o nome ao óxido… Bom, vamos primeiro para o composto 1, vamos usar a massa molar deles e teremos:
  4. P 2 O 5 = 2   .   30,97 + 5   .   16,00

    P 2 O 5 = 141,94   g / m o l

    E agora é só dividir a massa molar dada para o primeiro óxido pela que achamos:

    283,33   g . m o l - 1 141,94   g . m o l - 1 = 2

    Opa! Temos que o primeiro óxido tem o dobro de coeficientes do nosso composto 1… Então a fórmula molecular dele vai ser:

    P 4 O 10

    Olha só, ele é o Pentóxido de Fósforo, pois temos 5 oxigênios para cada fosforo.

    Beleza! Agora no composto 2, vamos fazer a mesma coisa:

    P 2 O 3 = 2   .   30,97 + 3   .   16,00

    P 2 O 3 = 109,94   g / m o l

    Agora é dividir a massa molar dada para o segundo óxido pela que encontramos:

    219,88   g . m o l - 1 109,94   g . m o l - 1 = 2

    Opa! Para o segundo óxido também será o dobro de coeficientes… Sua fórmula molecular será então:

    P 4 O 6

    Ele é o Trióxido de Fósforo, pois temos 3 oxigênios para cada fosforo.

    Passo 5

  5. A letra c agora pra finalizar! Vamos montar a equação química para a formação deles, ok?

Partiu! Para o primeiro vamos ter:

P 4   s + 5 O 2   g → P 4 O 10   ( s )

E para o segundo:

P 4   ( s ) + 3 O 2   g → P 4 O 6   s

Uhull! Conseguimos!

Resposta

  1. P 2 O 5 ; P 2 O 3
  2. P 4 O 10 - Pentóxido de fósforo
  3. P 4 O 6 - Trióxido de fósforo.

  4. P 4   s + 5 O 2   g → P 4 O 10   ( s )

P 4   ( s ) + 3 O 2   g → P 4 O 6   s

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