A estricnina é um composto orgânico altamente tóxico com a fórmula molecular C21 H22 N2 O2. Uma amostra de estricnina, com massa igual a 2,5 g, apresentou um percentual de 75,42 % de carbono ©, 6,63% de hidrogênio (H), 8,38% de nitrogênio (N) e o restante de oxigênio (O). Considere as massas atômicas dos elementos: carbono (C)=12,01 g / mol, hidrogênio (H)=1,01 g / mol, nitrogênio (N)=14,01 g / mol e oxigênio (O)=16,00 g / mol. Com base nessas informações, calcule as fórmulas empírica e molecular da estricnina.
(d) ( ) Empírica:
C6 H7 N2 O ; Molecular:
C20 H24 N4 O2

Passo 1

Beleza, então a gente tem um exercício de química sobre fórmulas empírica e molecular da estricnina. A estricnina é um composto orgânico com uma fórmula molecular específica, e a gente recebeu dados sobre a massa total e a porcentagem de cada elemento presente nela. Para resolver isso, vamos precisar usar conhecimentos de química sobre porcentagem em massa, mols e relações entre fórmula empírica e molecular.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a massa de cada elemento presente na amostra de estricnina. Sabemos que a massa total da amostra é 2,5 g.
  • Carbono ©: 75,42% de 2,5 g
    2,5 , g times 0,7542 = 1,8855 , g
  • Hidrogênio (H): 6,63% de 2,5 g
    2,5 , g times 0,0663 = 0,16575 , g
  • Nitrogênio (N): 8,38% de 2,5 g
    2,5 , g times 0,0838 = 0,2095 , g
  • Oxigênio (O): O restante da massa
    2,5 , g - (1,8855 + 0,16575 + 0,2095) = 0,23925 , g

Passo 3

Agora, vamos converter essas massas em mols usando as massas atômicas fornecidas:
  • Carbono ©:
    1,8855 , g12,01 , g/mol approx 0,157 , mol
  • Hidrogênio (H):
    0,16575 , g1,01 , g/mol approx 0,164 , mol
  • Nitrogênio (N):
    0,2095 , g14,01 , g/mol approx 0,015 , mol
  • Oxigênio (O):
    0,23925 , g16,00 , g/mol approx 0,015 , mol

Passo 4

Para encontrar a fórmula empírica, precisamos dividir todos os valores em mols pelo menor número de mols obtido, que nesse caso é aproximadamente 0,015 mol.
  • Carbono ©:
    0,1570,015 approx 10,47 approx 10 (arredondando)
  • Hidrogênio (H):
    0,1640,015 approx 10,93 approx 11 (arredondando)
  • Nitrogênio (N):
    0,0150,015 = 1
  • Oxigênio (O):
    0,0150,015 = 1
Então, a fórmula empírica fica próxima de C10H11NO.

Passo 5

Para determinar a fórmula molecular, comparamos a massa molar da fórmula empírica com a massa molar da estricnina dada pela fórmula molecular C21H22N2O2.
Calculamos a massa molar da fórmula empírica:
  • C10: 10 times 12,01 = 120,1 , g/mol
  • H11: 11 times 1,01 = 11,11 , g/mol
  • N: 1 times 14,01 = 14,01 , g/mol
  • O: 1 times 16,00 = 16,00 , g/mol
    Total: 120,1 + 11,11 + 14,01 + 16,00 = 161,22 , g/mol
Comparando com a massa molar da estricnina:
C21H22N2O2 tem o dobro da massa da fórmula empírica. Portanto, a fórmula molecular é o dobro da empírica:
C20H22N2O2

Resposta

Empírica: C10H11NO ; Molecular: C20H22N2O2

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