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:

6 ∗ 12 6 * 12 + 12 * 1 + 6 * 16 * 100 % = 72 180 * 100 % = 40 %

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