Inflamou-se uma amostra de 0,5000 g de ácido cítrico, que contém apenas . Produziram-se 0,6871 g de e 0,1874 g de . O peso molecular do composto é 192 g/mol. Qual a fórmula molecular do ácido cítrico?
Passo 1
Voltamos para fórmulas químicas né?
Mas antes disso, precisamos pensar no ácido cítrico se inflamando, formando e .
Ao “inflamar” o ácido cítrico, estamos queimando ele. Então se trata de uma reação de oxidação que ocorre entre o ácido cítrico e o gás oxigênio, formando, quando completa, e .
Então a reação será algo como (não balanceada):
Considerando que o ácido cítrico é formado exclusivamente por , e , podemos representá-lo assim:
Passo 2
Como foi dada a massa de e O formados, e podemos descobrir a massa de consumida (por diferença entre a massa de produtos e reagentes), assim como a massa molar dessa galera, vamos descobrir o número de mols envolvidos na reação.
Assim, a massa dos reagentes é igual a massa dos produtos!
Passo 3
Assim, nossa equação química “semi-balanceada” fica igual a:
Para transformar os coeficientes em números inteiros, vamos fixar o menor coeficiente () como 1. Para isso, usamos um fator de conversão igual a: .
Multiplicando esse fator pelos demais coeficientes, chegamos a:
Ainda não estamos com números inteiros.
Para que o vira um número inteiro, ele precisa ser multiplicado por . Aplicando o fator a todos os coeficientes, temos:
Passo 4
Vamos fazer o balanceamento elemento por elemento.
Como temos 12 carbonos do lado direito da equação, precisamos ter 12 carbonos no lado esquerdo, e ele só pode vir do ácido cítrico.
Contando os hidrogênios e os oxigênios:
Mas perceba que estamos considerando um único mol de ácido cítrico contendo todos esses átomos. Talvez ao invés de , tenhamos 2.
Portanto, dividindo os índices por dois, chegamos a fórmula mínima do ácido cítrico:.
Passo 5
Agora vamos calcular a massa molar da fórmula mínima:
Como a massa molar do ácido cítrico foi fornecida como 192 g/mol, concluímos que a fórmula mínima é, na verdade, a fórmula molecular!
Resposta