Um cilindro com 10 mL\pu{10 mL} de um hidrocarboneto foi conectado a outro cilindro contendo 350 mL\pu{350 mL} de ar sob as mesmas condições de temperatura e pressão. A reação de combustão foi iniciada por uma descarga elétrica.

Ao final da reação, o vapor de água foi liquefeito, diminuindo o volume de gás para 345 mL\pu{345 mL}. Em seguida, a mistura foi passado por um leito de NaOH\ce{NaOH} e o volume de gás diminui para 325 mL\ce{325 mL}. Todo processo ocorreu em temperatura constante.

Assinale a alternativa com a fórmula empírica do hidrocarboneto.

Gabarito 2C.19

Cálculo do volume total dos cilindros Vtotal=10+350=360 ml\ce{V}_\text{total}=10 + 350=\pu{360 ml} Vamos usar as variações de volume para determinar o volume de HX2O\ce{H2O} e de COX2\ce{CO2} : Após a liquefação: ΔV=VXf−VXi\ce{\Delta V}=\ce{V_{f} - V_{i}} ΔV=345−360=−15 mL\ce{\Delta V = }345 - 360=\pu{-15 mL} Essa perda de 15 mL é referente à perda do vapor d’água. Após o leito de NaOH: ΔV=VXf−VXi\ce{\Delta V}=\ce{V_{f} - V_{i}} ΔV=325−345=−20 mL\ce{\Delta V = }325 - 345=\pu{-20 mL} Essa perda de 20 mL é referente à perda do COX2\ce{CO2} que é absorvido pelo NaOH. Portanto podemos escrever que: VXHX2O=15 mL\ce{V_\ce{H2O}}=\pu{15 mL} VXCOX2=20 mL\ce{V_\ce{CO2}}=\pu{20 mL} Como pressão e temperatura são constantes vamos dizer que: n∝Vn\propto \ce{V} Então podemos dizer que: VXCO2VXH2O=nCOX2nHX2O\frac{\ce{V_{CO_{2}}}}{\ce{V_{H_{2}O}}}=\frac{n_{\ce{CO2}}}{n_\ce{H2O}} 2015=nCOX2nHX2O\frac{20}{15}=\frac{n_{\ce{CO2}}}{n_\ce{H2O}} Pela estequiometria do composto: nCOX2=nCn_{\ce{CO2}}=n_{\ce{C}} nHX2O=nH2n_{\ce{H2O}}=\frac{n_{\ce{H}}}{2} Substituindo temos: 2015=nCnH2\frac{20}{15}=\frac{n_{\ce{C}}}{\frac{n_{\ce{H}}}{2}} nCnH=23\frac{n_{\ce{C}}}{n_{\ce{H}}}=\frac{2}{3} Portanto a fórmula mínima será: CX2HX3\ce{C2H3}