Problema 3E30

Cálculo do número de mols de carbono e hidrogênio em 2,92 g de amostra: $$n_{\ce{C}} =n_\ce{CO2}$$ $$n_{\ce{C}}=\frac{\pu{5,28 g}}{\pu{44 g mol-1}}=\pu{0,12 mol}$$ $$\frac{n_{\ce{H}}}{2}=n_{\ce{H2O}}$$ $$n_{\ce{H}}=2\cdot \frac{\pu{2,52g}}{\pu{18 g mol-1}}=\pu{0,28 mol}$$ Cálculo do número de mols de nitrogênio em 2,19 g de amostra: $$n_{\ce{N}}=n_{\ce{NH3}}$$ $$n_{\ce{N}}=\frac{\pu{0,51 g}}{\pu{17 g mol-1}}=\pu{0,03 mol}$$ Cálculo do número de mols de nitrogênio em 2,92 g de amostra: $$n_{\ce{N}}=0,03\cdot\frac{2,92}{2,19}=\pu{0,04 mol}$$ Cálculo da massa de oxigênio a partir da massa da amostra: $$m_{\ce{O}}=m _\text{total} - m_{\ce{C}} -m_{\ce{H}} -m_{\ce{N}}$$ $$m_{\ce{O}}=2,92-12\cdot0,12-1\cdot0,28-14\cdot0,04$$ $$m_{\ce{O}}=\pu{0,64 g}$$ Cálculo do número de mols de oxigênio: $$n=\frac{m}{M}$$ $$n=\frac{\pu{0,64 g}}{\pu{16 g mol-1}}=\pu{0,04 mol}$$ Determinação da fórmula empírica: $$\begin{matrix}&\ce{C}&\ce{H}&\ce{N}&\ce{O} \\ \text{mol}&0,12&0,28&0,04&0,04 \\ \text{dividir pelo menor}&\frac{0,12}{0,04}&\frac{0,28}{0,04}&\frac{0,04}{0,04}&\frac{0,04}{0,04} \\ \text{inteiro}&3&7&1&1\end{matrix}$$ Portanto a fórmula empírica será: $$\boxed{\ce{C3H7NO}}$$ Cálculo da massa molar a partir da pressão osmótica: $$\Pi = \ce{cRT}$$ $$\pu{0,12 atm}=c(\pu{0,082\frac{\pu{atm L}}{\pu{K mol}}})(\pu{293 K})$$ $$c=\pu{5 mmol L-1}$$ Cálculo do número de mols de soluto: $$n = V \cdot c$$ $$n=(\pu{0,1 L})(\pu{5 mmol L-1})=\pu{0,5 mmol}$$ Cálculo da massa molar do composto: $$M=\frac{m}{n}$$ $$M=\frac{\pu{73 mg}}{\pu{0,5 mmol}}$$ $$\boxed{M=\pu{146 g mol-1}}$$ Seja $\ce{C_{3n}H_{7n}N_{n}O_{n}}$ a fórmula molecular. Cálculo de $n$ a partir da massa molar: $$146=n(12\cdot3+1\cdot7+14\cdot 1+16\cdot 1)$$ $$n=\pu{2}$$ Portanto a fórmula molecular será: $$\boxed{\ce{C6H14N2O2}}$$