O ácido capróico, encontrado em certos excrementos de cabras, tem uma fórmula empírica de
. Uma amostra de
do ácido requereu
de solução de
para completa reação. Considerando que o ácido é monoprótico, calcule (a) seu peso molecular; (b) sua fórmula molecular.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente tem um ácido capróico com a fórmula empírica
. Uma amostra de
desse ácido precisou de
de solução de
para reagir totalmente. A gente vai calcular duas coisas:
(a) O peso molecular do ácido.
(b) A fórmula molecular do ácido.
Pra isso, precisamos entender um pouco sobre reações de neutralização e como relacionar a quantidade de reagente usada na reação com a massa da substância que estamos analisando.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação que está acontecendo. O ácido capróico é monoprótico, o que significa que cada molécula dele pode doar um próton (H⁺) na reação com a base, que no caso é o NaOH. A reação de neutralização fica assim:
Cada mol de ácido reage com um mol de NaOH.
Passo 3
Agora, vamos calcular quantos moles de NaOH foram usados na reação. Sabemos que:
Rearranjando a fórmula para encontrar os moles:
O volume dado é
, que é igual a
. Então:
Passo 4
Como cada mol de ácido reage com um mol de NaOH, a quantidade de moles de ácido também é
.
Agora, sabemos que a massa da amostra de ácido é
. Para encontrar o peso molecular (massa molar) do ácido, usamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 5
Agora que temos o peso molecular do ácido, vamos encontrar a sua fórmula molecular. Sabemos que a fórmula empírica é
e o peso dessa fórmula empírica é:
Para encontrar a relação entre o peso molecular real e o peso da fórmula empírica:
Isso significa que a fórmula molecular é duas vezes a fórmula empírica.
Resposta
(a) O peso molecular do ácido é aproximadamente
.
(b) A fórmula molecular do ácido é
.