Determine as fórmulas empíricas dos compostos com as seguintes composições em massa:
(a) 55,3% de K, 14,6% de P e 30,1 % de O;
(b) 24,5% de Na, 14,9% de Si e 60,6% de F;
(c) 62,1% de C, 5,21% de H, 12,1 % de N e o restante de O;
Passo 1
Entenda todas as referências como o Capitão América e reveja essa teoria para cortar todas as cabeças do seu problema.
Relembrando:
1) Fórmula Empírica = Fórmula MÍNIMA - representa a composição PROPORCIONAL DE ÁTOMOS NO COMPOSTO;
Ex:
CH2O
2) Fórmula Molecular = representação dos compostos e seus conteúdos completos;
Ex:
C6H12O6
3) Porcentagem de Massa = percentual de massa de UM ÁTOMO ISOLADO DENTRO DE DETERMINADA MOLÉCULA;
Ex:
Qual é a % de C em C6H12O6? Existem 6 átomos de Carbono em C6H12O6, ou seja:
Nesse caso, tem-se:
O que significa que 40% da massa de C6H12O6 é composta por Carbono.
Passo 2
É necessário encontrar todas as relações estequiométricas dos respectivos compostos de acordo com os seus dados específicos e suas massas atômicas.
Também é preciso verificar o tipo de relação de cada uma das comparações proporcionais, pois tanto a fórmula empírica quanto a molecular serão determinadas pelas quantidades MOLARES DOS ÁTOMOS PRESENTES EM CADA COMPOSTO:
Nas letras (a), (b) e (c), as relações são todas em % de massa entre mols de cada elemento;
Passo 3
Se a relação é entre % DE MASSA x MOL — Caso das letras (a), (b) e (c)
Temos:
(a) 55,3% de K, 14,6% de P e 30,1 % de O;
55,3% — nK
39,098 g — 1 mol K
nK = 10,4 / 12,01 = 1,4145 mol K
14,6% — nP
30,973 — 1 mol P
nP = 14,6 / 30,973 = 0,4714 mol P
30,1% — nO
15,99 — 1 mol O
nO = 30,1 / 15,99 = 1,8825 mol O
1,4145 mol de K — 0,4714 mol de P — 1,8825 mol de O → (x 2,1213)
3,0005 mol de K — 1 mol de P — 3,9935 mol de O
aproximando:
3 mol de K — 1 mol de P — 4 mol de O
Ou seja, a fórmula empírica é K3PO4
(b) 24,5% de Na, 14,9% de Si e 60,6% de F;
24,5% — nNa
22,889 g — 1 mol Na
nNa = 24,5 / 22,889 = 0,9343 mol Na
14,9% — nSi
28,085 — 1 mol Si
nSi = 28,085 / 14,9 = 0,5305 mol Si
60,6% — nF
18,99 — 1 mol F
nF = 60,6 / 18,99 = 3,1912 mol F
0,9343 mol de Na — 0,5305 mol de Si — 3,1912 mol de F → (÷ 1,885)
1,7612 mol de Na — 1 mol de Si — 6,0154 mol de F → (÷ 1,1355)
1,9998 mol de Na — 1,1355 mol de Si — 6,8305 mol de F
(…)
No exemplo, a composição será redundante, pois NÃO HÁ valores múltiplos entre si nas proporções molares da molécula. Nestes casos, a fórmula empírica será baseada no MENOR VALOR MOLAR POSSÍVEL.
aproximando:
2 mol de Na — 1 mol de Si — 6 mol de F
Ou seja, a fórmula empírica é Na2SiF6
(c) 62,1% de C, 5,21% de H, 12,1 % de N e o restante de O;
Reescrevendo:20,59% de O
62,1% — nC
12,01 g — 1 mol C
nC = 62,1 / 12,01 = 5,1707 mol C
5,21% — nH
1,008 — 1 mol H
nH = 5,21 / 1,008 = 5,1687 mol H
20,59% — nN
15,99 — 1 mol N
nN = 20,59 / 15,99 = 1,2877 mol N
20,59% — nO
15,99 — 1 mol O
nO = 54,19 / 18,99 = 2,8563 mol O
5,1707 mol de C — 5,1687 mol de H — 0,8639 mol de N — 1,2877 mol de O → (x 1,1575)
5,9851 mol de C — 5,9828 mol de H — 0,9999 mol de N — 1,4905 mol de O → (x 2)
11,9702 mol de C — 11,9656 mol de H — 1,9999 mol de N — 2,9810 mol de O
aproximando:
12 mol de C — 12 mol de H — 2 mol de N — 3 mol de O
Ou seja, a fórmula empírica é C12H12N2O3
Resposta
(a) 55,3% de K, 14,6% de P e 30,1 % de O; = Fórmula Empírica K3PO4
(b) 24,5% de Na, 14,9% de Si e 60,6% de F; = Fórmula Empírica Na2SiF6
(c) 62,1% de C, 5,21% de H, 12,1 % de N e o restante de O; = Fórmula Empírica C12H12N2O3