Um ácido diprótico desconhecido é composto de carbono, hidrogênio e oxigênio. Quando uma amostra de 10 g\pu{10 g} do ácido é queimada, são formados 2 g\pu{2 g} de água e 9,79 g\pu{9,79 g} de dióxido de carbono.

Em outro experimento, uma amostra de 0,09 g\pu{0,09 g} do ácido foi dissolvida em 30 mL\pu{30 mL} de água e titulada com 50 mL\pu{50 mL} de uma solução 0,04 molL1\pu{0,04 mol.L-1} de NaOH\ce{NaOH}.

  1. Determine a fórmula empírica do ácido.

  2. Determine a massa molar do ácido.

  3. Determine a fórmula molecular do ácido.

Cálculo do número de mols de carbono e hidrogênio: nC=nCOX2=mM=9,79 g44 gmol10,22 moln_{\ce{C}}=n_{\ce{CO2}}=\frac{m}{M}=\frac{\pu{9,79 g}}{\pu{44 g.mol-1}}\approx\pu{0,22 mol} nH=2nHX2O=2mM=22 g18 gmol10,22 moln_{H}=2n_{\ce{H2O}}=2\cdot\frac{m}{M}=2\cdot\frac{\pu{2 g}}{\pu{18 g.mol-1}}\approx\pu{0,22mol} Cálculo da massa de oxigênio a partir da massa total: mO=mtotalmHmCm_{\ce{O}}=m _\text{total} - m_{\ce{H}}-m_{\ce{C}} mO=100,220,2212=7,14 gm_{\ce{O}}=10-0,22-0,22\cdot12=\pu{7,14 g} Cálculo do número de mols de oxigênio: nO=mM=7,14 g16 gmol10,44 moln_{\ce{O}}=\frac{m}{M}=\frac{\pu{7,14 g}}{\pu{16 g.mol-1}}\approx \pu{0,44 mol} Montando a tabela e aproximando para inteiros: (CHO0,220,220,44112)\begin{pmatrix}\ce{C}&\ce{H}&\ce{O} \\ 0,22&0,22&0,44 \\ 1&1&2\end{pmatrix} Portanto a fórmula empírica será: CHOX2\boxed{\ce{CHO2}} Podemos resolver essa questão fazendo um balanço geral de OHX\ce{OH-} e HX+\ce{H+} considerando a quantidade que cada ácido e base libera(lembrando que o ácido em questão é diprótico então libera 2 HX+\ce{H+}): nOHX=nHX+n_{\ce{OH-}}=n_{\ce{H+}} (0,04 molL1)(50 mL)=2naˊcido(\pu{0,04 mol.L-1})(\pu{50 mL})=2\cdot n_{\text{ácido}} naˊcido=1 mmoln_{\text{ácido}}=\pu{1 mmol} Cálculo da massa molar do ácido: M=mnM= \frac{m}{n} M=90 mg1 mmol=90 gmol1M=\frac{\pu{90 mg}}{\pu{1 mmol}}=\boxed{\pu{90 g.mol-1}} Cálculo da fórmula molecular: 90=MCXxHXxOX2x90=M_{\ce{C_{x}H_{x}O_{2x}}} 90=45x90=45x x=2x=2 Portanto a fórmula molecular será: CX2HX2OX4\boxed{\ce{C2H2O4}}