O subproduto de uma reação química foi analisado em laboratório:

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

  • A análise por combustão de uma amostra de 345 mg\pu{345 mg} formou 660 mg\pu{660 mg} de dióxido de carbono e 405 mg\pu{405 mg} de água.

  1. Determine a fórmula empírica da substância.

  2. Determine a fórmula molecular da substância.

Gabarito 2B.31

Cálculo do número de mols de dióxido de carbono e água: n=mMn=\frac{m}{M} nCOX2=660 mg44 gmol1=15 mmoln_\ce{CO2}=\frac{\pu{660 mg}}{\pu{44 g mol-1}}=\pu{15 mmol} nHX2O=405 mg18 gmol1=22,5 mmoln_\ce{H2O}=\frac{\pu{405 mg}}{\pu{18 g mol-1}}=\pu{22,5 mmol} Cálculo do número de mols de carbono e hidrogênio: nC1=nCOX21\frac{n_{\ce{C}}}{1}=\frac{n_{\ce{CO2}}}{1} nH2=nHX2O1\frac{n_{\ce{H}}}{2}=\frac{n_\ce{H2O}}{1} nC=15 mmoln_{\ce{C}}=\pu{15 mmol} nH=45 mmoln_\ce{H}=\pu{45 mmol} Cálculo da massa de oxigênio a partir da massa total: mO=mtotalmCmHm_{\ce{O}}=m _\text{total} - m_{\ce{C}}-m_\ce{H} mO=3451215451=120 mgm_{\ce{O}}= 345-12\cdot15-45\cdot1=\pu{120 mg} Cálculo do número de mols de oxigênio: n=mMn=\frac{m}{M} nO=120 mg16 gmol1=7,5 mmoln_{\ce{O}}=\frac{\pu{120 mg}}{\pu{16 g mol-1}}=\pu{7,5 mmol} Fazendo a tabelinha: CHO15457,5261\begin{matrix}\ce{C}&\ce{H}&\ce{O} \\ 15&45&7,5 \\ 2&6&1\end{matrix} Portanto a fórmula mínima será: CX2HX6O\boxed{\ce{C2H6O}} Perceba que se tivermos mais de uma fórmula mínima por exemplo: CX4HX12OX2\ce{C4H12O2} Teríamos uma quantidade de hidrogênios maior do que o possível para um composto orgânico, então não podemos ter mais de uma fórmula mínima, logo a fórmula mínima também é a fórmula molecular: CX2HX6O\boxed{\ce{C2H6O}}