Quando
de um hidrocarboneto líquido, CxHy , foi queimado, produziu-se
de
e
de
, conforme a equação abaixo não balanceada. Em um experimento separado, determinou-se que a massa molar do composto é
. Determine as fórmulas mínima e molecular para o hidrocarboneto desconhecido.
Resp.:
e
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 (
) e água (
). 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
. A combustão completa de um hidrocarboneto reage com oxigênio (
) para formar dióxido de carbono (
) e água (
). A equação não balanceada é:
Vamos equilibrar essa equação depois de termos as quantidades de cada elemento.
Passo 3
Agora, vamos calcular quantos mols de
e
foram produzidos na queima.
A massa molar do
é:
Então, os mols de
produzidos são:
A massa molar da
é:
E os mols de
produzidos são:
Passo 4
Com esses mols, podemos relacionar isso com a quantidade de átomos de carbono e hidrogênio no hidrocarboneto original.
Cada mol de
nos dá 1 mol de carbono, então:
Cada mol de
nos dá 2 mols de hidrogênio, então:
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:
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:
Como não podemos ter uma fração de átomos, multiplicamos ambos os números por 3 para obter números inteiros:
Então, a fórmula empírica é
.
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:
Em seguida, dividimos a massa molar do composto pela massa molar da fórmula empírica para encontrar o fator:
Multiplicamos a fórmula empírica por esse fator:
Resposta
A fórmula mínima do hidrocarboneto é
e a fórmula molecular é
.