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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 9.1 - Ex. 96a

A análise elementar do hormônio epinefrina deu 59,0% de carbono, 26,2% de oxigênio, 7,15% de hidrogênio e 7,65% de nitrogênio em massa. Quando 0,64 g de epinefrina foi dissolvido em 36,0 g de benzeno, o ponto de congelamento abaixou 0,50° C. (a) Determine a fórmula empírica da epinefrina. (b) Qual é a massa molar da epinefrina? (c) Deduza a fórmula molecular da epinefrina.

Dados: constante do ponto de congelamento do benzeno: 5,12   K ∙ k g ∙ m o l - 1 .

Passo 1

(a)Tem um passo a passo pra determinar a fórmula empíricam ou fórmula mínima, que é a fórmula cujos índices são os menores inteiros possíveis.

Se a gente tivesse uma massa de epinefrina de 100 g, teríamos, nessa massa, 59,0 g de carbono, 26,2 g de oxigênio, 7,15 g de hidrogênio e 7,65 g de nitrogênio. Certo? Nenhum mistério, só ver as porcentagens. Mas eu estou querendo fórmula molecular mínima. Massa de átomo não me interessa, e sim quantidade em mols! E é justamente o que vamos fazer: converter essas massas de cada um dos átomos pra mols. É fácil, você já sabe o esquema! Usaremos a fórmula mágica n = m / M M .

Passo 2

C :       59,0   g . Em mols → 59,0   g / 12,01   g ∙ m o l - 1 = 4,91 3   m o l

O :       26,2   g . Em mols → 26,2   g / 1 6 , 0 0   g ∙ m o l - 1 = 1,638   m o l

H :       7,15   g . Em mols → 7,15   g / 1,0 08   g ∙ m o l - 1 = 7,093   m o l

N :       7,65   g . Em mols → 7,65   g / 14,01   g ∙ m o l - 1 = 0,5460   m o l

Agora temos os índices, em mols, pra fórmula da epinefrina. Acabou? Claro que não. A fórmula empírica requer os menores números inteiros possíveis pros índices. Então, eu vou ter que manipulá-los de forma a ficarem inteiros. Seja multiplicando, ou dividindo. Um jeito é o seguinte: divide todos eles pelo menor deles, daí, depois, vai multiplicando por inteiros pequenos até que todos fiquem números inteiros, ou suficientemente próximos de números inteiros, de forma que você possa arredondar sem maiores problemas:

Passo 3

Fazendo o passo a passo:

C :     4,913 0,5460 = 9,00  

O :     1,638 0,5460 = 3,00

H :     7,093 0,5460 = 13,0

N :     0,5460 0,5460 = 1,00

Dessa vez nem foi necessário multiplicar ninguém por números inteiros pequenos, pois todos os índices já saíram próximos o suficiente de inteiros! Muito bem, temos a fórmula empírica, ou mínima, de C9H13O3N.

Resposta

C9H13O3N

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