Quando 1,125 g de um hidrocarboneto líquido, CxHy , foi queimado, produziu-se 3,447 g de CO2 e 1,647 g de H2 O, conforme a equação abaixo não balanceada. Em um experimento separado, determinou-se que a massa molar do composto é 86,2 g / mol. Determine as fórmulas mínima e molecular para o hidrocarboneto desconhecido.
Cx Hy+O2 CO2+H2 O
Resp.: C3 H7 e C6 H14

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a gente precisa resolver. A questão fala sobre a queima de um hidrocarboneto líquido, que é uma molécula formada por carbono © e hidrogênio (H). Quando queimamos esse hidrocarboneto, ele produz dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O). A gente recebeu as massas dos produtos da queima e a massa molar do composto original. Nosso objetivo é descobrir qual é a fórmula mínima e a fórmula molecular desse hidrocarboneto desconhecido.
Para resolver isso, vamos precisar usar alguns conceitos de estequiometria, como a relação molar das substâncias envolvidas na reação e a massa molar. Vamos seguir passo a passo para encontrar a resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos equilibrar a equação química da combustão do hidrocarboneto CxHy. A combustão completa de um hidrocarboneto reage com oxigênio ( O2) para formar dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O). A equação não balanceada é:
CxHy + O2 CO2 + H2O
Vamos equilibrar essa equação depois de termos as quantidades de cada elemento.

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos mols de CO2 e H2O foram produzidos na queima.
A massa molar do CO2 é:
12,01 , (C) + 2 times 16,00 , (O) = 44,01 , g/mol
Então, os mols de CO2 produzidos são:
3,447 , g44,01 , g/mol approx 0,0783 , mol
A massa molar da H2O é:
2 times 1,008 , (H) + 16,00 , (O) = 18,016 , g/mol
E os mols de H2O produzidos são:
1,647 , g18,016 , g/mol approx 0,0913 , mol

Passo 4

Com esses mols, podemos relacionar isso com a quantidade de átomos de carbono e hidrogênio no hidrocarboneto original.
Cada mol de CO2 nos dá 1 mol de carbono, então:
Mols de C = 0,0783 , mol
Cada mol de H2O nos dá 2 mols de hidrogênio, então:
Mols de H = 2 times 0,0913 , mol = 0,1826 , mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a razão molar entre carbono e hidrogênio no hidrocarboneto. Primeiro, encontramos a quantidade de mols de C e H por grama do hidrocarboneto queimado.
Sabemos que 1,125 g do hidrocarboneto resultaram em 0,0783 mol de C e 0,1826 mol de H.
Vamos calcular os mols por grama:
Mols de C por g = 0,0783 , mol1,125 , g approx 0,0696 , mol/g
Mols de H por g = 0,1826 , mol1,125 , g approx 0,1622 , mol/g

Passo 6

A próxima etapa é determinar a fórmula empírica, que nos dá a proporção mais simples dos átomos na molécula.
Para isso, precisamos encontrar a menor relação inteira entre os mols de C e H.
Dividimos ambos os valores pelo menor número de mols:
0,06960,0696 = 1 (para C)
0,16220,0696 approx 2,33 (para H)
Como não podemos ter uma fração de átomos, multiplicamos ambos os números por 3 para obter números inteiros:
1 times 3 = 3 (para C)
2,33 times 3 approx 7 (para H)
Então, a fórmula empírica é C3H7.

Passo 7

Agora, precisamos encontrar a fórmula molecular, que leva em conta a massa molar do composto. Sabemos que a massa molar do hidrocarboneto é 86,2 g/mol.
Primeiro, calculamos a massa molar da fórmula empírica:
3 times 12,01 , (C) + 7 times 1,008 , (H) = 36,03 + 7,056 = 43,086 , g/mol
Em seguida, dividimos a massa molar do composto pela massa molar da fórmula empírica para encontrar o fator:
86,2 , g/mol43,086 , g/mol approx 2
Multiplicamos a fórmula empírica por esse fator:
C3H7 times 2 = C6H14

Resposta

A fórmula mínima do hidrocarboneto é C3H7 e a fórmula molecular é C6H14.

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