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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.L - Ex. 32

Você recebeu uma amostra de um ácido diprótico desconhecido.

  1. A análise do ácido mostra que 10 g de amostra contêm 0,224 g de hidrogênio e 2,67 g de carbono e que o resto é oxigênio. Determine a fórmula empírica do ácido.
  2. A massa de 0,09 g de amostra do ácido desconhecido foi dissolvido em 30 mL de água e titulada até o ponto final com 50 mL de uma solução de uma solução 0,04 M em NaOH (aq). Determine a fórmula molecular do ácido.
  3. Escreva uma equação química balanceada para a neutralização do ácido desconhecido com NaOH (aq).

Passo 1

Legal galera, já sabemos 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?

Beleza!

Já sabemos a massa do hidrogênio e do carbono, mas ainda precisamos achar a do oxigênio:

m t o t a l = 10   g

m H = 0,224   g

m C = 2,67   g

m O = m t o t a l - m H - m C = 7,1   g

Se lembram como calcular o número de mols?

n = m M M

Começando pelo carbono:

n C = m C M M C = 2,67   g 12,01 g m o l = 0,222   m o l

Faremos a mesma coisa para os demais:

n H = m H M M H = 0,224   g 1 , 0079 g m o l = 0,222   m o l

n O = m O M M O = 7 , 1   g 1 6 , 0 0 g m o l = 0 , 44   m o l

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

C a r b o n o = 0,222   m o l 0,222   m o l = 1

H i d r o g ê n i o = 0,222   m o l 0,222   m o l = 1

O x i g ê n i o = 0 , 44   m o l 0,222   m o l = 2

Agora sim ! Vamos colocar estas informações na fórmula química: C H O 2 .

Agora vamos para a letra (b).

Passo 2

Bom galera, para responder esta questão vamos analisar um ácido diprótico qualquer.

Quando este ácido reage com a base NaOH a seguinte reação acontece:

Então, a relação estequiométrica entre o ácido e a base será:

1   m o l   d e   H 2 A     -     2   m o l   d e   N a O H

Vamos guardar esta informação, ok?

Agora, vamos achar quantos mols da base nós estamos gastando nesta titulação. Para isto vamos usar a fórmula da concentração:

N a O H = n N a O H V N a O H → n N a O H = N a O H × V N a O H

Substituindo:

n N a O H = 0,04 m o l L × 50   m L × 1   L 1000   m L = 2 × 10 - 3   m o l s

Usando a nossa informação anterior, o numero de mols do ácido será:

n H 2 A     = 1 × 10 - 3   m o l s

Com esta informação podemos calcular a massa molar deste ácido e nos aproximar da sua fórmula.

Adaptando a fórmula do passo 1 e substituindo:

M = m n = 0,09   g 1 × 10 - 3   m o l s = 90 g m o l

Passo 3

Agora vamos analisar a fórmula química do ácido da letra (a): C H O 2 .

Sua massa molar é:

M M C H O 2 = M M C + M M H + 2 × M M ( O )

M M C H O 2 = 12,01 g m o l + 1 , 0079 g m o l + 2 × 16 g m o l = 45,02 g m o l

Então, a nossa fórmula empírica tem massa molar de 45,02 g m o l . Agora, divida a massa molar que descobrimos no Passo 2 por esta daqui para achar o nosso fator:

90 g m o l 45,02 g m o l = 2

Multiplicando nossa fórmula empírica por dois:

C H O 2 2 = C 2 H 2 O 4

E é isto aí ! Nossa fórmula molecular é C 2 H 2 O 4 .

Passo 4

Para a letra (c) nós só precisamos aplicar a fórmula molecular que descobrimos na equação do Passo 2:

Então é isso! Finalizamos mais uma !!

Resposta

  1. C H O 2 ;
  2. C 2 H 2 O 4 ;
  3. C 2 H 2 O 4 + 2   N a O H →   N a 2 C 2 O 4 + 2 H 2 O .
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