Um composto encontrado no núcleo de uma célula foi analisado em laboratório:

  • A análise elementar revelou que essa substância é formada possivelmente por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio.

  • Os produtos da combustão de uma amostra de 1,35 g\pu{1,35 g} foram passados primeiro por um tubo contendo PX4OX10\ce{P4O10} e em seguida por um tubo contendo solução aquosa de NaOH\ce{NaOH}. A massa dos tubos aumentou 0,9 g\pu{0,9 g} e 2,2 g\pu{2,2 g}, respectivamente.

  • A análise para nitrogênio de uma amostra de 0,5 g\ce{0,5 g} produziu 0,13 g\pu{0,13 g} de nitrogênio.

Determine a fórmula empírica do composto.

Gabarito 2B.24

Cálculo do número de mols de carbono, hidrogênio e nitrogênio: nC=nCO2=2,2 g44 g mol−1=0,05 moln_{C}=n_{CO_{2}}= \frac{2,2\,g}{44\,g\,mol^{-1}}=0,05\,mol nH=2⋅nH2O=2⋅0,9 g18 g mol−1=0,1 moln_{H}=2\cdot n_{H_{2}O}=2\cdot \frac{0,9\,g}{18\,g\,mol^{-1}}=0,1\,mol nN=2⋅nN2=2⋅0,13 g28 g mol−1=0,0093 moln_{N}=2\cdot n_{N_{2}}=2\cdot \frac{0,13\,g}{28\,g\,mol^{-1}}=0,0093\,mol Cálculo do número de mols de nitrogênio em 1,35 g do composto: nN=0,0093⋅1,350,5=0,025 moln_{N}= 0,0093\cdot \frac{1,35}{0,5}=0,025\,mol Cálculo da massa de oxigênio: mO=mtotal−mC−mH−mNm_O=m_{total}-m_{C}-m_H-m_{N} mO=1,35−0,6−0,1−0,35=0,3 gm_{O}=1,35-0,6-0,1-0,35=0,3\,g Cálculo do número de mols de OO nO=0,3 g16 g mol−1=0,01875 moln_{O}= \frac{0,3\,g}{16\,g\,mol^{-1}}=0,01875\,mol Montando a tabela, divindo pelo menor e aproximando para inteiros: (CHNO0,050,10,0250,018752410,7581643)\begin{pmatrix}C&H&N&O\\0,05&0,1&0,025&0,01875\\2&4&1&0,75\\8&16&4&3\\\end{pmatrix} Portanto a fórmula mínima será: C8H16N4O3\boxed{C_{8}H_{16}N_{4}O_{3}}