Enunciado

Um subproduto industrial que só tem C, H, O, e Cl em sua fórmula. Quando 0,1 g do composto foi analisado por combustão, produziram-se 0,0682 g de C O 2 e 0,0140 g de H 2 O . A percentagem em massa de Cl no composto foi de 55%. Quais são as fórmulas empírica e molecular do composto?

Passo 1

Legal galera, sabemos que quando ocorre a combustão de 0,1 g do subproduto produzimos 0,0682 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 = 0,0682   g

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

Então:

n C O 2 = 0,0682   g 44,01 g m o l = 0,0015   m o l

Como a relação estequiométrica é de um mol de carbono para um mol de dióxido de carbono:

n C O 2 = n C = 0,0015   m o l   d e   C  

Para achar a massa nós podemos usar:

n C = m C M M C

m C = n C × M M C

Sabemos que:

M M C = 12,01 g m o l

Colocando na equação que achamos:

m C = 0,0015   m o l × 12,01 g m o l = 0,019   g  

Já sabemos a massa de carbono 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   C a r b o n o = 0,019   g   0,1   g × 100 % = 19 %

Passo 2

Quando ocorre a combustão e 0,1 g de uma amostra produziu 0,0140 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   = 0,014   g

M M H = 18,02 g m o l

Então:

n H 2 O   = 0,014   g 18,02 g m o l = 7,8 × 10 - 4   m o l   d e   H 2 O

Pela reação estequiométrica:

n H = 7,8 × 10 - 4   d e   H 2 O × 4   m o l s   d e   H 2   m o l   d e   H 2 O   = 0,0016   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 = 0,0016     m o l   × 1,008 g m o l = 0,0016   g

Já sabemos a massa de hidrogênio 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   H i d r o g ê n i o = 0,0016     g   0,1   g × 100 % = 1,6 %

Passo 3

Para saber qual a porcentagem que o oxigênio ocupa nesta amostra, basta nós subtrairmos as porcentagem que já temos do total:

P o r c e n t a g e m   d e   O x i g ê n i o = 100 % - 19 % - 1,6 % - 55 % = 24,1 %

Para achar a massa:

P o r c e n t a g e m   d e   O x i g ê n i o = m O m T × 100

Substituindo:

24,1 = m O 0,1   g × 100

m O = 0,0241   g

Quanto ao número de mols:

n O   = m O   M M O

Sabemos que:

M M O = 16 g m o l

Então:

n O   = 0,0241   g 16 g m o l = 0,0015   m o l   d e   O

Mas ainda falta o cloro, não é?

Para achar a massa:

P o r c e n t a g e m   d e   C l o r o = m C l m T × 100

Substituindo:

55 = m C l 0,1   g × 100

m C l = 0,055   g

Quanto ao número de mols:

n C l   = m C l   M M C l

Sabemos que:

M M C l = 35,5 g m o l

Então:

n C l   = 0,055   g 35,5 g m o l = 0,0015   m o l   d e   C l

Passo 4

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

C a r b o n o = 0,0015   m o l 0,0015   m o l = 1

H i d r o g ê n i o = 0,0016   m o l   0,0015   m o l = 1

O x i g ê n i o = 0,0015   m o l   0,0015   m o l = 1

C l o r o = 0,0015     m o l   0,0015   m o l = 1

Agora sim ! Vamos colocar estas informações na fórmula química: C H O C l .

E terminamos esta !!

Resposta

C H O C l .

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