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(a) Uma substância teve sua fórmula porcentual determinada por análise elementar C=74,0 H=8,55 e N=17,35 %. Sabendo que sua massa molar 6243,4 g / mol, qual é a fórmula molecular da substância?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma substância com a composição percentual de C=74,0%, H=8,55% e N=17,35%. Sabemos também que a massa molar dessa substância é 6243,4 g/mol. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a fórmula molecular dessa substância. Para isso, vamos precisar usar conceitos de porcentagem de composição, cálculo de fórmula empírica e depois ajustar para obter a fórmula molecular usando a massa molar fornecida.

Passo 2

Primeiro, vamos assumir que temos 100 g da substância. Isso facilita porque os percentuais se transformam diretamente em gramas. Então, teremos:
  • Carbono ©: 74,0 g
  • Hidrogênio (H): 8,55 g
  • Nitrogênio (N): 17,35 g

Passo 3

Agora, vamos converter essas massas em mols. Para isso, usamos a fórmula:
Número de mols = massa (g)massa molar (g/mol) ú
As massas molares são aproximadamente:
  • C: 12,01 g/mol
  • H: 1,008 g/mol
  • N: 14,01 g/mol
Então:
Mols de C = 74,012,01 approx 6,16 mol
Mols de H = 8,551,008 approx 8,48 mol
Mols de N = 17,3514,01 approx 1,24 mol

Passo 4

Em seguida, vamos encontrar a razão mais simples entre esses números de mols. Para isso, dividimos cada valor pelo menor número de mols, que é aproximadamente 1,24:
C: 6,161,24 approx 4,96 approx 5
H: 8,481,24 approx 6,83 approx 7
N: 1,241,24 = 1
Então, a fórmula empírica é aproximadamente C₅H₇N.

Passo 5

Agora, vamos calcular a massa molar da fórmula empírica:
Massa molar empírica = (5 times 12,01) + (7 times 1,008) + (1 times 14,01) = 60,05 + 7,056 + 14,01 = 81,116 g/mol í

Passo 6

Para encontrar a fórmula molecular, precisamos ver quantas vezes a massa molar empírica cabe na massa molar dada:
Fator mu
Isso significa que a fórmula molecular é 77 vezes a fórmula empírica.

Passo 7

Multiplicando cada elemento na fórmula empírica por 77, temos:
Fórmula mo<=cular = C5 times 77H7 times 77N1 times 77 = C385H539N77 ó

Resposta

A fórmula molecular da substância é C385H539N77.

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