Benzoquinona, um produto químico usado na indústria de corantes e na fotografia, é um composto orgânico contendo apenas C, H e O. Qual a fórmula empírica do composto se 0,105 g dele produzem 0,257 g de CO 2 e 0,0350 g de H 2 O quando queimados completamente em O2.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre a benzoquinona, que é um composto químico feito só de carbono ©, hidrogênio (H) e oxigênio (O). A gente sabe que quando queima essa substância, ela produz dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a fórmula empírica da benzoquinona, ou seja, a proporção dos átomos de C, H e O na molécula dela. Para isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que trata das quantidades de reagentes e produtos nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de carbono estão nos 0,257 g de CO₂ produzidos. Sabemos que cada molécula de CO₂ tem um átomo de C. A massa molar do CO₂ é aproximadamente 44 g/mol (12 g/mol do C + 16 g/mol de cada O). Então:
Mols de CO2 = 0,257, g44, g/mol approx 0,00584, mol
Como cada mol de CO₂ tem 1 mol de C, temos também 0,00584 mol de C.

Passo 3

Agora, vamos calcular os mols de hidrogênio nos 0,0350 g de H₂O produzidos. Cada molécula de H₂O tem 2 átomos de H. A massa molar do H₂O é cerca de 18 g/mol (2 g/mol do H + 16 g/mol do O). Então:
Mols de H2O = 0,0350, g18, g/mol approx 0,00194, mol
Como cada mol de H₂O tem 2 mols de H, temos:
Mols de H = 2 times 0,00194, mol approx 0,00388, mol

Passo 4

Agora sabemos que temos 0,00584 mol de C e 0,00388 mol de H na benzoquinona. Mas ainda precisamos descobrir os mols de O. Para isso, usamos a massa total da benzoquinona, que é 0,105 g. Vamos calcular a massa total de C e H nessa quantidade de benzoquinona:
Massa de C = 0,00584, mol times 12, g/mol approx 0,0701, g
Massa de H = 0,00388, mol times 1, g/mol approx 0,00388, g
A massa de O é então:
Massa de O = 0,105, g - (0,0701, g + 0,00388, g) approx 0,0310, g
Agora, vamos calcular os mols de O:
Mols de O = 0,0310, g16, g/mol approx 0,00194, mol

Passo 5

Agora temos os mols de C, H e O:
  • C: 0,00584 mol
  • H: 0,00388 mol
  • O: 0,00194 mol
Para achar a proporção mais simples, dividimos todos os valores pelo menor número de mols, que neste caso é 0,00194 mol:
0,005840,00194 approx 3
0,003880,00194 approx 2
0,001940,00194 = 1

Resposta

A fórmula empírica da benzoquinona é C3H2O.

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