(uerj 2012) a análise elementar de 2,8 g de uma substância orgânica desconhecida, no estado gasoso
e com comportamento ideal, produziu 8,8 g de dióxido de carbono e e 3,6 g de água pela reação de combustão completa. a massa dessa substância orgânica, a 1 atm e 27°, ocupa o volume de 1,2 l. determine sua fórmula molecular.dado: r = 0,082
1 Resposta
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alves1250
Podemos afirmar que sua fórmula molecular é: C₄H₈.
Considere que a substância orgânica em questão terá carbono e hidrogênio em sua composição.A reação balanceada é:CxHyOz + O₂ --> xCO₂ + (y/2)H₂O
observe que a quantidade de oxigênio nos produtos é:2x+y/2
Mas cada molécula de oxigênio comburente tem 2 oxigênios, teremos que:CxHyOz + (2x+y/2-z)/2 O₂ --> xCO₂ + (y/2)H₂O
De acordo com a Lei de Lavoisier encontraremos a massa de oxigênio:m(substancia)+m(O₂) = m(CO₂) + m(H₂O)
2,8 + m(O₂) = 8,8 + 3,6
m(O₂) = 8,8 + 3,6 - 2,8 = 9,6g
Cálculo da quantidade de mols que é formado:MM(O₂)=2.16=32g/mol MM(CO₂)=12+2.16=44g/mol MM(H₂O)=2.1+16=18g/mol
n=m/MM
n(O₂)=9,6/32=0,3mol
n(CO₂)=8,8/44=0,2mol
n(H₂O)=3,6/18=0,2mol
Agora faremos os cálculos para encontrar os valores de x, y e z:
CxHyOz + (x+y/2-z)/2 O₂ --> xCO₂ + (y/2)H₂O
x=n(CO₂)=2
y/2=n(H₂O)=2
y=2.2=4
(2x+y/2-z)/2 = n(O₂)=3
(2.2+4/2-z)=2.3
6-z=6
z=6-6=0
Assim:
x=2
y=4
z=0
o que significa dizer que não há oxigênio na subsistência orgânica, logo, ela é um hidrocarboneto.
A fórmula mínima da substância é: CH₂.Cálculo da massa molar dessa substância:massa = 2,8g
P.V=n.R.T
n=P.V/R.T
onde:
P= 1atm
V= 1,2L
T= 27°C= 300K
R= 0,082atm.L/mol.K
Então:
n=P.V/R.T = 1.1,2/(0,082.300)
n= 0,049
n≈0,05 mol
Cálculo da massa molar:
n= m/MM
MM= m/n
MM= 2,8/0,05
MM= 56g/mol
MM(CH2)=12+2.1=14g/mol
MM(substancia)/MM(CH2) = 56/14=4
4.CH₂
C₄H₈
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