(a) Uma substância teve sua fórmula porcentual determinada por análise elementar
e
. Sabendo que sua massa molar
, qual é a fórmula molecular da substância?
(a) Uma substância teve sua fórmula porcentual determinada por análise elementar
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:
As massas molares são aproximadamente:
- C: 12,01 g/mol
- H: 1,008 g/mol
- N: 14,01 g/mol
Então:
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:
Então, a fórmula empírica é aproximadamente C₅H₇N.
Passo 5
Agora, vamos calcular a massa molar da fórmula empírica:
Passo 6
Para encontrar a fórmula molecular, precisamos ver quantas vezes a massa molar empírica cabe na massa molar dada:
Isso significa que a fórmula molecular é 77 vezes a fórmula empírica.
Passo 7
Multiplicando cada elemento na fórmula empírica por 77, temos:
Resposta
A fórmula molecular da substância é
.