Início » 2º ano do Ensino Médio » Química 2º ano » Equação Geral dos Gases » Por meio da combustão, é possível determinar a fórmula molecular de uma substância química, o que é considerado um dos grandes avanços da química moderna. Mais de 80 milhões de substâncias já foram registradas, sendo a maioria substâncias orgânicas, o que é explicado pela capacidade do átomo de carbono de se ligar a quase todos os elementos. Em um experimento de combustão, um composto orgânico é queimado e os produtos formados, CO2 e H2O liberados, são coletados em dispositivos absorventes. Considere que a queima de 14,7 g de um composto orgânico (CxHy) gasoso puro que ocupa 8 L a 1 atm e 300 K com comportamento ideal produza aproximadamente 24 g de H2O e 44 g de CO2. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a fórmula molecular desse composto orgânico.

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Por meio da combustão, é possível determinar a fórmula molecular de uma substância química, o que é considerado um dos grandes avanços da química moderna. Mais de 80 milhões de substâncias já foram registradas, sendo a maioria substâncias orgânicas, o que é explicado pela capacidade do átomo de carbono de se ligar a quase todos os elementos. Em um experimento de combustão, um composto orgânico é queimado e os produtos formados, CO2 e H2O liberados, são coletados em dispositivos absorventes. Considere que a queima de 14,7 g de um composto orgânico (CxHy) gasoso puro que ocupa 8 L a 1 atm e 300 K com comportamento ideal produza aproximadamente 24 g de H2O e 44 g de CO2. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a fórmula molecular desse composto orgânico.

Dado: R = 0,08 atm L/K

A) C₂H_4.
B) C₂H_6.
C) C₃H_6.
D) C₃H_8.
E) C₄H_8.

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Resposta:

A alternativa correta é letra D

Para cada 1 mol de CO₂ há 1 mol de carbono (C). Então, para cada 1 mol de C temos 12 g e para 1 mol de CO₂ temos 44 g. Considerando que, na questão, a queima de 14,7 g de um composto orgânico (C_xH_y) produza aproximadamente 44 g de CO₂ pode-se determinar, estequiometricamente, a quantidade de C, conforme indicado a seguir.

12 g ⇒ 44 g
X ⇒ 44 g
X = 12 g de C

No caso da água, sabe-se, pela relação estequiométrica, que para cada um mol de H₂O há 2 mols de hidrogênio (H). Então, para cada 2 mols de H temos 2 g e para 1 mol de H₂O temos 18 g. Considerando que na questão a queima de 14,7 g de um composto orgânico (C_xH_y) produza aproximadamente 24 g de H₂O pode-se determinar, estequiometricamente, a quantidade de H, conforme indicado a seguir.

2 g ⇒18 g
Y ⇒ 24 g
Y = 2,66 g de H

Efetuando a divisão das massas de C e H obtidas da amostra pelas suas respectivas massas atômicas, obtemos a fórmula mínima do composto C_xH_y como sendo C₁H_2,66

C = 12/12 = 1
H = 2,66/1 = 2,66
C₁H_2,66

Para determinar a fórmula molecular do composto, inicialmente deve-se empregar a equação de Clapeyron (equação de gases ideais) para determinar o número de mols do composto que ocupa o volume de 8 L. De acordo com a equação e adotando as condições de temperatura e pressão descritas na questão, obtém-se o número de mols (n = 0,33 mols) do composto C_xH_y que ocupa o volume de 8 L.

PV = nRT
n = (1 atm × 8 L)/(0,08 × 300 K)
n = 0,33 mols

Conhecendo o número de mols e a massa do composto (14,7 g) podemos determinar a sua massa molar (44,5 g/mol), conforme indicado a seguir.

n = massa/MM
MM = 14,7 g/0,33 = 44,5 g/mol

Sabendo a fórmula mínima (C₁H_2,66) e massa molar do composto, conclui-se que a fórmula molecular correta é C₃H₈. Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

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