Fórmulas 32

Um composto orgânico apresenta a seguinte composição centesimal:

C= 65,30% ; H = 3,40% ; N = 9,525%

Calcular a sua fórmula molecular, sabendo-se que a sua massa molar é 147g.

Cálculo da quantidade de mols de carbono

1 mol ............... 12 g

X do mol ........ 65,30g

X = 5,44 moles

Cálculo da quantidade de mols de hidrogênio

1 mol ............. 1 g

X do mol ....... 3,40g

X = 3,40 moles

Cálculo da quantidade de mols de nitrogênio

1 mol ............ 14g

X do mol ...... 9,525

X = 0,68 moles

Cálculo da quantidade de mols de oxigênio

Como a soma das porcentagens não é 100% o que falta deve ser de oxigênio.

%oxigênio = 100 – ( 65,30 + 3,40 + 9,52 ) = 21,78%

1 mol ............... 16g

X do mol ......... 21,78g

X = 1,36 moles

A relação ficou: 5,44 : 3,40 : 0,68 : 1,36

Dividindo todos os valores pelo menor deles, teremos: 7,94 : 5,00 : 1 : 2 ,

proporção aproximada: 8 : 5 : 1 : 2

Fórmula Mínima: C₈H₅N₁O₂

Cálculo da fórmula molecular.

Para este cálculo devemos levar em consideração a massa molecular calculada experimentalmente, verificar quantas vezes esta massa é maior que a massa da fórmula mínima e multiplicar esta fórmula por este resultado.

Cálculo da massa da fórmula mínima: C₈H₅N₁O₂

( 8 x 12) + ( 5 x 1 ) + ( 1 x 14 0 + ( 2 x 16 ) = 147

Fórmula molecular é igual a mínima: C₈H₅N₁O₂

Fórmulas 31

A análise elementar quantitativa de um composto orgânico nitrogenado A forneceu o seguinte resultado: 0,365g de A deram por combustão 0,66g de gás carbônico e 0,315g de água. 0,146g de A deram por combustão 23,6 cm³ de nitrogênio medidos a 14^oC e 760 mm de Hg ( já descontada a pressão devida a tensão de vapor da água). A massa molar de A, determinada pelo processo ebuliométrico é 73g.

Calcular a fórmula molecular de A.

Cálculo da massa e da composição centesimal de carbono

(1 mol de CO₂) 44g ............ 12g de carbono

0,66 g ............ X

X = 0,18g

0,365g ........ 100%

0,18g …..... X

X = 49,31%

Cálculo da massa e da composição centesimal de hidrogênio

(1 mol de H₂O) 18g ............ 2g de hidrogênio

0,315g ............ X

X = 0,035g

0,365g ............ 0,035g

100g ......... X

X = 9,58%

Cálculo da massa e da composição centesimal de nitrogênio

Precisamos passar os valores para as CNTP

P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂

(760 x V₁) / 273 = ( 760 x 23,6) / 287

V₁ = 0,2240 litros

(1 mol de N₂) 28g ............... 22,4L

X g ............... 0,2240L

X = 0,028g de nitrogênio é a massa existente nos 23,6cm3 e, também, em 0,146g de A, logo:

0,146g ............. 100%

0,028g ………. X

X = 19,17%

Portanto o composto A possui: 49,31% de carbono ; 9,58% de hidrogênio ; 19,17% de nitrogênio. Somando não da 100% isto significa que ainda tem oxigênio na sua composição.

% de O = 100 – ( 49,31 + 9,58 + 19,17) = 21,94%

X = 21,94%

Cálculo da fórmula mínima

Cálculo da quantidade de moles de carbono

1 mol ............... 12g

X do mol ......... 49,31g (em 100g do composto)

X = 4,10 moles

Cálculo da quantidade de moles de hidrogênio

1 mol ............... 1g

X do mol ......... 9,58g (em 100g do composto)

X = 9,58 moles

Cálculo da quantidade de moles de nitrogênio

1 mol ............... 14g

X do mol ......... 19,17g (em 100g do composto)

X = 1,36 moles

Cálculo da quantidade de moles de oxigênio

1 mol ............... 16g

X do mol ......... 21,94g (em 100g do composto)

X = 1,37 moles

Dividindo todos pelo menor valor (1,36) teremos a proporção aproximada: 3:7:1:1

Fórmula mínima: C₃H₇NO

Massa molar: (3x12) + (7x1) + (1x14) + (1x16) = 73g/mol

Fórmula molecular é igual a fórmula mínima, pois as massas molares são iguais.

Fórmula molecular: C₃H₇NO

Fórmulas 30

Sabendo-se que um composto mineral apresenta a seguinte composição centesimal: 27,06% de sódio; 16,47% de nitrogênio; 56,47% de oxigênio e que existe nesse composto somente um mol de sódio.
Calcular a sua fórmula molecular.
Cálculo da massa molar: 27,06%: significa que cada 100gramas do composto tem 27,06g de sódio.
100g .................. 27,06g
      X .................. 23g
X = 85g

Cálculo da quantidade de moles de nitrogênio:

100g ................ 16,47g

85g .................. X

X = 14g corresponde a 1 mol de nitrogênio.

Cálculo da quantidade de mols de oxigênio:

100g .................... 56,47g

  85g ..................... X

X = 48g, que corresponde a 3 mols de oxigênio.

Leitura molar: 
1 mol do composto é formado por 1mol de átomos de sódio, 1mol de átomos de nitrogênio e três mols de átomos de oxigênio.

Fórmula molecular é: NaNO₃

Fórmulas 29

Por séculos, os aborígenes australianos usaram folhas de Eucalipto para dores de garganta e outras dores. O ingrediente ativo primário foi identificado com o nome de eucaliptol. A análise de uma amostra de eucaliptol de massa total 3,16g deu sua composição como 2,46g de carbono, 0,373g de hidrogênio 0,329g de oxigênio.

Determine a fórmula molecular do eucaliptol.

Se calcularmos a quantidade em mols de cada elemento teremos a proporção entre eles e se necessário for dividir pelo menor. e teremos a fórmula molecular direto.

Para o carbono

1mol ............... 12g

X mols ............ 2,46g

X = 0,205mols dividido por 0,020 = 10 mols

Para o hidrogênio

1mol ............... 1g

X mols ............ 0,373g

X = 0,373 mols dividido por 0,020 = 18,64 arredondando 20mols

Para o oxigênio

1mol ............... 16g

X mols ............ 0,329g

X = 0,020mols dividido por 0,020 = 1mols

Leitura molar: 1 mol de vanilina é formada por 10 mols de carbono, 20 mols de hidrogênio e 1 mols de oxigênio.

Fórmula molecular = C₁₀H₂₀O₁

Fórmulas 28

0,75g de uma substância orgânica ternária produziram 0,448 litros de gás carbônico e 0,336 litros de vapor de água.

Calcular a fórmula ponderal e mínima.

Cálculo da massa e da composição centesimal de carbono.

(1 mol de CO₂) 44g ........... 22,4 L

X g ........... 0,448 L

X = 0,88g

44g ............ 12g(de carbono)

0,88g ......... X

X = 0,24 g de carbono

0,75g ........ 100%

0,24g ….. X

X = 32%

Cálculo da massa e da composição centesimal de hidrogênio.

( 1 mol de H₂O) 18 g ............... 2g

0,27g ............ X

X = 0,03 g

0,75g …………. 100%

0,03g ………… X

X = 4%

Composição centesimal de oxigênio

100 – ( 32 + 4 ) = 64%

Cálculo da fórmula mínima

Cálculo da quantidade de moles de carbono

1 mol ................. 12g

X do mol ........... 32g

X = 2,67 moles

Cálculo da quantidade de moles de hidrogênio

1 mol ............... 1 g

X do mol ......... 4 g

X = 4 moles

Cálculo da quantidade de moles de oxigênio

1 mol ............ 16g

X do mol ...... 64g

X = 4 moles

A proporção em moles será: 2,67 para 4 para 4

Para transformar em número inteiros vamos dividir todos pelo número menor e multiplicando por dois, teremos os números inteiros e menores.

C = 2,67 / 2,67 = 1 x 2 = 2

H = 4 / 2,67 = 1,5 x 2 = 3

O = 4 / 2,67 = 1,5 x 2 = 3

Fórmula Mínima: C₂H₃O₃

Fórmulas 27

Determinado óxido de nitrogênio é constituído de moléculas N₂O_A. Sabendo-se que 0,152g de óxido contém 1,20x10²¹ moléculas, a fórmula do óxido é:

Se soubermos a massa molar do óxido poderemos calcular o valor de “A”.

A massa molar, em gramas, do óxido corresponde a 6,02x10²³ moléculas.

0,152g ....................... 1,20x10²¹ moléculas

X g ............................. 6,02x10²³ moléculas

X = 76g por mol

Cálculo da massa molar: (2x14) + (Ax16) = 76g

A = 3

Fórmula molecular: N₂O₃

Fórmulas 26

A massa de 1 mol de vanilina, uma substância utilizada para dar sabor aos alimentos, é constituída por 96g de carbono, 8g de hidrogênio e 48g de oxigênio. São dadas as massas molares,em g/mol: vanilina = 152; H = 1; C = 12; O = 16. 
A fórmula molecular da vanilina é:

Se calcularmos a quantidade em mols de cada elemento teremos a fórmula molecular direto.

Para o carbono

1mol ............... 12g

X mols ............ 96g

X = 8mols

Para o hidrogênio

1mol ............... 1g

X mols ............ 8g

X = 8mols

Para o oxigênio

1mol ............... 16g

X mols ............ 48g

X = 3mols

Leitura molar: 1 mol de vanilina é formada por 8 mols de carbono, 8 mols de hidrogênio e 3 mols de oxigênio.

Fórmula molecular = C₈H₈O₃

Fórmulas 25

A massa de 1 mol de vanilina, uma substância utilizada para dar sabor aos alimentos, é constituída por 96g de carbono, 8g de hidrogênio e 48g de oxigênio. São dadas as massas molares,em g/mol: vanilina = 152; H = 1; C = 12; O = 16. A fórmula molecular da vanilina é:

Se calcularmos a quantidade em mols de cada elemento teremos a fórmula molecular direto.

Para o carbono

1mol ............... 12g

X mols ............ 96g

X = 8mols

Para o hidrogênio

1mol ............... 1g

X mols ............ 8g

X = 8mols

Para o oxigênio

1mol ............... 16g

X mols ............ 48g

X = 3mols

Leitura molar: 1 mol de vanilina é formada por 8 mols de carbono, 8 mols de hidrogênio e 3 mols de oxigênio.

Fórmula molecular = C₈H₈O₃

Fórmulas 24

Um óxido de um elemento X tem 27,3% de X em massa.

Qual a fórmula desse óxido?

Dado: X = 12g/mol

Calculamos a proporção entre os elementos, dividindo a porcentagem pelas massa molares de cada elemento e depois se necessário dividindo os dois valores pelo menor deles.

Elemento “X”: 27,3 dividido por 12 = 2,275 / 2,275 = 1

Oxigênio: (100 - 27,3) = 72,7 dividindo por 16 = 4,55 / 2,275 = 2

Fórmula: CO₂

Fórmulas 23

A pirita de ferro, conhecida como “ouro dos trouxas”. tem sua parte pura com a seguinte composição centesimal: 48,67% de Fe e 53,33% de S. Sabe-se também que 0,01 mol da substância tem massa correspondente a 1,20g. A fórmula que corresponde à pirita é:

Calculamos a proporção entre os elementos, dividindo a porcentagem pelas massa molares de cada elemento e depois se necessário dividindo os dois valores pelo menor deles.

Ferro: 48,67 dividido por 56 = 0,869 / 0,869 = 1

Enxofre: 53,33 dividido por 32 = 1,667 / 0,869 = 1,92, arrendondando para 2

Fórmula mínima = Fe₁S₂

Leitura molar: 0,01 mol da substância tem massa correspondente a 1,20g, logo 1 mol terá massa igual a 120g

Massa molar do Fe₁S₂ = (1x56) + (2x32) = 120g/mol

Fórmula molecular: é igual a fórmula mínima, pois a massa da fórmula mínima é igual a massa molar da substância.

Fórmula molecular: Fe₁S₂

Fórmulas 22

Uma amostra de hidrocarboneto C_xH_y, com massa igual a 1,00g, é queimada em excesso de oxigênio, fornecendo 1,80g de H₂O e 2,93 g de CO₂. 

Qual é a fórmula mínima (empírica) do hidrocarboneto?

Leitura molar: "x" mols de carbono se combinam com "y" mols de hidrogênio formando o hidrocarboneto.

Todos os carbonos são usados para formar dióxido de carbono (CO₂) e

todos os hidrogênios serão usados para formar a água (H₂O),

logo se soubermos quantos mols tem no dióxido de carbono, saberemos quantos mols tem de carbono no hidrocarboneto.

Cálculo da quantidade em mols de CO₂

Massa molar: (1x12) + (2x16) = 44g/mol

1mol ............ 44g

X mols ......... 2,93g

X = 0,07 mol é a quantidade em mols de CO₂ e portanto de carbono.

Cálculo da quantidade em mols de H₂O

Massa molar: (2x1) + (1x16) = 18g/mol

1mol ............ 18g

X mols ......... 1,8g

X = 0,10 mol é a quantidade em mols de H₂O e portanto a de hidrogênio será 0,20mol, pois cada mol de moléculas de água é formado por dois mols de átomos de hidrogênio.

Calculamos a proporção entre os elementos, dividindo os dois valores pelo menor.

Carbono: 0,07 dividido por 0,07 = 1

Hidrogênio: 0,20 dividido por 0,07 = 2,857 arredondando 3

Fórmula mínima = C₁H₃