Uma amostra de um composto analisado contém 38,7% de carbono, 9,7% de hidrogênio e 51.0% de oxigênio. A massa molar do composto está entre 60 e 65 g. Determine a fórmula empírica e a fórmula molecular do composto.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão nos dá as porcentagens de carbono ©, hidrogênio (H) e oxigênio (O) em um composto e a massa molar aproximada dele. Nosso objetivo é encontrar a fórmula empírica e a fórmula molecular desse composto.
Conteúdo envolvido:
  • Cálculo de fórmula empírica a partir das porcentagens em massa.
  • Uso da massa molar para determinar a fórmula molecular.
Vamos precisar:
  • Converter porcentagens em massa para moles.
  • Encontrar a menor relação inteira entre os elementos.
  • Calcular a fórmula molecular usando a massa molar fornecida.

Passo 2

Primeiro, vamos assumir que temos 100 gramas do composto. Isso facilita a conversão das porcentagens diretamente para gramas.
  • Carbono: 38,7 g
  • Hidrogênio: 9,7 g
  • Oxigênio: 51,0 g

Passo 3

Agora, convertemos essas massas em mols usando as massas molares de cada elemento:
  • Massa molar do C: 12 g/mol
  • Massa molar do H: 1 g/mol
  • Massa molar do O: 16 g/mol
Calculando:
Mols de C = 38,7 , g12 , g/mol approx 3,225 , mol
Mols de H = 9,7 , g1 , g/mol = 9,7 , mol
Mols de O = 51,0 , g16 , g/mol approx 3,1875 , mol

Passo 4

Em seguida, encontramos a razão entre os moles de cada elemento dividindo pelo menor número de mols calculado:
  • O menor número de mols é aproximadamente 3,1875 mol (O).
3,2253,1875 approx 1,012 approx 1
9,73,1875 approx 3,047 approx 3
3,18753,1875 = 1

Passo 5

Agora, temos a relação mais simples de moles: C₁H₃O₁.
Isso significa que a fórmula empírica do composto é CH₃O.

Passo 6

Para encontrar a fórmula molecular, precisamos comparar a massa molar da fórmula empírica com a massa molar fornecida (entre 60 e 65 g/mol).
Calculando a massa molar da fórmula empírica:
Massa molar de CH3O = 12 , (C) + 3 times 1 , (H) + 16 , (O) = 31 , g/mol

Passo 7

Agora, dividimos a massa molar fornecida pela massa molar da fórmula empírica para encontrar o fator multiplicador:
60 , g/mol31 , g/mol approx 1,935 approx 2

Passo 8

Multiplicamos os índices da fórmula empírica por esse fator:

Resposta

A fórmula empírica do composto é CH₃O e a fórmula molecular é C₂H₆O₂.

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