Uma amostra de 1,50 g de um composto contendo apenas C, He, foi completamente queimado. Os produtos de combustão são apenas 1,738 g de CO 2 e 0,711 g de água. Qual é a fórmula empírica do composto?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um composto que só tem carbono ©, hidrogênio (H) e oxigênio (O). Quando queimado, ele produz dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O). Nosso objetivo é descobrir qual é a fórmula empírica desse composto. Para isso, vamos precisar usar conceitos de química sobre combustão e cálculo de fórmulas empíricas.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de CO2 foram produzidos. Sabemos que a massa de CO2 é 1,738 g. A massa molar do CO2 é:
Massa molar de CO2 = 12,01,g/mol (C) + 2 times 16,00,g/mol (O) = 44,01,g/mol
Então, o número de mols de CO2 é:
Mols de CO2 = 1,738,g44,01,g/mol approx 0,0395,mol
Cada mol de CO2 contém 1 mol de C, então a quantidade de mols de C é também 0,0395 mol.

Passo 3

Agora, vamos calcular os mols de H2O produzidos. A massa de H2O é 0,711 g. A massa molar da água é:
Massa molar de H2O = 2 times 1,01,g/mol (H) + 16,00,g/mol (O) = 18,02,g/mol
O número de mols de H2O é:
Mols de H2O = 0,711,g18,02,g/mol approx 0,0395,mol
Cada mol de H2O tem 2 mols de H, então a quantidade de mols de H é:
0,0395,mol times 2 = 0,0790,mol

Passo 4

Agora, vamos descobrir quantos mols de O estão no composto original. Sabemos que todo o oxigênio presente no composto vai para CO2 e H2O. Primeiro, calculamos a massa de C e H no composto:
Massa de C = 0,0395,mol times 12,01,g/mol approx 0,475,g
Massa de H = 0,0790,mol times 1,01,g/mol approx 0,080,g
A massa total do composto é 1,50 g, então a massa de O é:
Massa de O = 1,50,g - 0,475,g - 0,080,g approx 0,945,g
Agora, vamos calcular os mols de O:
Mols de O = 0,945,g16,00,g/mol approx 0,0591,mol

Passo 5

Agora, temos os mols de cada elemento:
  • C: 0,0395 mol
  • H: 0,0790 mol
  • O: 0,0591 mol
Para encontrar a fórmula empírica, dividimos cada quantidade de mols pelo menor valor entre eles, que é 0,0395 mol:
Razão de C = 0,03950,0395 = 1 ã
Razão de H = 0,07900,0395 = 2 ã
Razão de O = 0,05910,0395 approx 1,5 ã
Como queremos números inteiros, multiplicamos todas as razões por 2:
Razão de C = 1 times 2 = 2 ã
Razão de H = 2 times 2 = 4 ã
Razão de O = 1,5 times 2 = 3 ã

Resposta

A fórmula empírica do composto é C2H4O3.

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