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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 1.M - Ex. 20

Na medicina popular da província chinesa de Anhui, usa-se o cha-tiao-qi, um chá das folhas da Acer ginnala, para tratar a disenteria aguda. A reação de um dos ingredientes ativos do cha-tiao-qi com água dá o ácido gálico, um poderoso agente contra a disenteria. O ácido gálico contém somente carbono, hidrogênio e oxigênio. Um químico, desejando determinar a fórmula molecular do ácido gálico, queimou 1   g do composto em um analisador elementar. Os produtos da combustão foram   1,811   g de C O 2 e 0,3172   g de H 2 O .

  1. Determine a fórmula empírica do composto.
  2. A massa molar encontrada foi de 170,12 g m o l . Qual é a fórmula molecular do ácido gálico?

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? O problema nos disse que o ácido contêm átomos de oxigênio, hidrogênio e carbono.

Para saber a fórmula química basta descobrir quantos mols nós teremos de cada um deles, ok? E a gente vai fazer isso relacionando a massa de C O 2 produzida com a quantidade de carbono na amostra.

Quando queimamos o carbono ele vai produzir C O 2 . Podemos escrever uma reação simplificada assim,

C + O 2 → C O 2

A equação está balanceada, ok? Então para cada mol de carbono produzimos um mol de gás carbônico:

n C O 2 = n C

Deste modo, calculando o numero de mols de C O 2 com os dados do problema temos:

n C O 2 = m C O 2 M M C O 2 = 1,811   g 44 g m o l = 0,04116   m o l   d e   C O 2

Sabendo da relação entre mols de C e C O 2 na combustão:

n C = 0,04116   m o l   d e   C × 1   m o l   d e   C O 2   1   m o l   d e   C = 0,04116   m o l   d e   C  

Também vamos precisar da sua massa:

m C = n C × M M C = 0,04116   m o l × 12 g m o l = 0,4939   g

Passo 2

Pela quantidade de água, vamos descobrir quantos hidrogênios tem na molécula!

Para isso, vamos usar a reação de queima para o hidrogênio:

4 H + O 2 → 2 H 2 O  

O que nós vemos aqui é que para 4   m o l s   de hidrogênio se forma 2   d e   á g u a :

4 n H   = 2 n H 2 O  

2 n H   = n H 2 O  

Faremos a mesma coisa para os demais:

n H 2 O = m H 2 O M M H 2 O = 0,3172   g 18 g m o l = 0,018   m o l   d e   H 2 O

Olhando a estequiometria:

n H = 0,018   m o l   d e   H 2 O × 2   m o l s   d e   H 1   m o l   d e   H 2 O = 0,035   m o l   d e   H

E a massa:

m H = n H × M M H = 0,035   m o l × 1 g m o l = 0,035   g

Passo 3

Para achar a massa de oxigênio basta subtrair o que achamos do total:

m O = m T - m H - m C

m O = 1 g - 0,4939   g - 0,035   g = 0,471   g

Achando o número de mols:

n O = m O M M O = 0,471   g 16,00 g m o l = 0,0294   m o l

Agora vamos ver as proporções!

Passo 4

Para achar a proporção nós vamos dividir todos os números de mol pelo menor valor:

C a r b o n o = 0,04116 0,0294   m o l = 1,4

H i d r o g ê n i o = 0,035   m o l 0,0294   m o l = 1,2

O x i g ê n i o = 0,0294   m o l 0,0294   m o l = 1

Para se aproximar de números inteiros nós vamos multiplicar isso por 5:

C a r b o n o = 7

H i d r o g ê n i o = 6

O x i g ê n i o = 5

Agora sim ! Vamos colocar estas informações na fórmula química: C 7 H 6 O 5 .

Agora vamos para a letra (b).

Passo 5

Agora vamos ver qual a massa molar da fórmula empírica, C 7 H 6 O 5 :

M M C 7 H 6 O 5 = 7 × 12 + 6 × 1 + 5 × 16 = 170 g m o l

Para achar o cofator dessa fórmula nós temos que dividir a massa molar dada pelo problema pela encontrada aqui:

n = 170,12 g m o l 170 g m o l ≅ 1

Então a fórmula molecular será igual a fórmula empírica: C 7 H 6 O 5 .

E terminamos esta !!

Resposta

  1. C 7 H 6 O 5 ;
  2. C 7 H 6 O 5 .
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