Tem a mesma fórmula molecular C 5 h 10?

Fórmula molecular

Da WikiCiências

Referência : Fernandes, R.F., (2015) Fórmula molecular, Rev. Ciência Elem., V3(4):246
Autor: Ricardo Ferreira Fernandes
Editor: Jorge Gonçalves
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2015.246]

A fórmula molecular consiste num conjunto de símbolos e números que indicam os elementos químicos e o número exacto de átomos de cada espécie que compõem uma molécula. Por exemplo, a glucose apresenta a fórmula molecular C6H12O6, indicando que cada molécula de glucose é composta por 6 átomos de carbono (C), 12 átomos de hidrogénio (H) e 6 átomos de oxigénio (O).

A fórmula molecular pode ser igual à fórmula empírica ou um múltiplo desta. Por exemplo, a fórmula empírica do metano (CH4) é igual à sua fórmula molecular (CH4), ou seja, a proporção molar entre os elementos no composto (1 mole de carbono para 4 moles de hidrogénio) é igual à constituição da molécula (1 átomo de carbono e 4 átomos de hidrogénio). Porém, no caso do butano a sua fórmula molecular, C4H10, é múltipla de 2 da sua fórmula empírica C2H5. Existem também compostos como, por exemplo, o formaldeído (CH2O), o ácido acético (C2H4O) e a glucose (C6H12O6) que apesar de terem diferentes fórmulas moleculares, apresentam a mesma fórmula empírica (CH2O).

A fórmula molecular de um composto é determinada a partir da sua fórmula empírica e da sua massa molecular relativa, Mr, dados que são obtidos experimentalmente, por exemplo, através da espectrometria de massa.

Veja-se o exemplo seguinte da vitamina C (ácido ascórbico), cuja fórmula empírica é C3H4O3. Uma vez que a fórmula molecular pode ser igual à fórmula empírica ou um múltiplo desta, a fórmula molecular da vitamina C poderá ser C3H4O3, C6H8O6, C9H12O9 ou qualquer outro múltiplo. Assim, a massa molecular determinada experimentalmente é o dado adicional que permite determinar o respectivo múltiplo (n) que relaciona a fórmula empírica e fórmula molecular. Neste caso, recorrendo, por exemplo, à espectrometria de massa verificou-se que a vitamina C tem uma massa molecular relativa de 176,14.

Após se ter determinado experimentalmente o valor da massa molecular do composto compara-se com o valor da massa "formular" relativa calculado a partir da fórmula empírica, que neste caso de acordo com a fórmula empírica da vitamina C, é Mr(C3H4O3)=3 Ar(C) + 4 Ar(H) + 3 Ar(O) = 88,06. O valor do múltiplo inteiro (n) é calculado a partir do quociente entre o valor da massa molecular obtida experimentalmente e valor de massa "formular" relativa:

Assim, a fórmula molecular da vitamina C é duas vezes a fórmula empírica, ou seja, 2 x (C3H4O3) que corresponde à fórmula molecular C6H8O6.

Referências

http://goldbook.iupac.org/M03987.html, consultado em 23/03/2010.

Criada em 10 de Abril de 2010
Revista em 14 de Agosto de 2010
Aceite pelo editor em 13 de Setembro de 2010

III/35C4

Short: III/35C4 Title: Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Data: Chemical Shifts and Coupling Constants for Hydrogen-1, Part 4: Inorganic and Organometallic Compounds Author: Gupta, R.R.; Platzer, N. Editor: Gupta, R.R.; Lechner, M.D. Source: Landolt-Börnstein, New Series Volume: III/35C4 Year: 2001 Keyword: Hydrogen 1; Nuclear Magnetic Resonance ISBN: 3-540-41059-7 ISBN: 978-3-540-41059-1 RefComment: VII, 299 pages. With CD-ROM. Hardcover Abstract: This volume provides a comprehensive and evaluated compilation of nuclear magnetic resonance data. Chemical shifts and coupling constants of boron-11 and phosphorus-31 (subvol. A), fluorine-19 and nitrogen-15 (subvol. B), hydrogen-1 (subvol. C), and carbon-13 (subvol. D) compounds are tabulated together with the gross- and structure formulas and the most readily available solvents. Due to the large amount of the data merely chemical shifts are presented in the printed versions, and all the data, chemical shifts and coupling constants are provided on CD-ROM's.

A fórmula molecular de uma substância pode ser encontrada por meio da fórmula percentual, por meio da fórmula mínima ou diretamente, mas sempre é usada sua massa molar.

Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça em Exercícios de Química

Questão 1

(Puccamp-SP) A análise de uma substância desconhecida revelou a seguinte composição centesimal: 62,1% de carbono, 10,3% de hidrogênio e 27,5% de oxigênio. Pela determinação experimental de sua massa molar, obteve-se o valor 58,0 g/mol. É correto concluir que se trata de um composto orgânico de fórmula molecular: (Massas atômicas: C = 12, H = 1, O = 16)

a) C3H6O2.

b) CH6O2.

c) C2H2O2.

d) C2H4O2.

e) C3H6O.

Questão 2

(PUC-Campinas-SP) A combustão realizada a altas temperaturas é um dos fatores da poluição do ar pelos óxidos de nitrogênio, causadores de afecções respiratórias. A análise de 0,5 mol de um desses óxidos apresentou 7,0 g de nitrogênio e 16 g de oxigênio. Qual a sua fórmula molecular?

a) N2O5

b) N2O3

c) N2O

d) NO2

e) NO

Questão 3

A fórmula mínima da glicose, do ácido acético, do ácido lático e do formaldeído é exatamente a mesma: CH2O. Sabendo que as suas massas molares são dadas por: 180 g/mol, 60 g/mol, 90 g/mol e 30 g/mol, qual é a fórmula molecular de cada uma dessas substâncias, respectivamente?

a) C4H12O2, C3H6O2, C2H2O2 e CH2O.

b) C6H18O6, C2H8O2, C4H12O2 e CH2O.

c) C6H12O6, C2H4O2, C3H6O3 e CH2O.

d) C3H6O3, C6H12O6, C2H2O2 e CH2O.

e) CH2O, C4H12O2, C2H4O2 e C6H12O6.

Questão 4

A decomposição de carnes e peixes pela ação de bactérias resulta na formação de uma substância chamada cadaverina. O odor dessa substância é bem desagradável. Sua fórmula percentual é C58,77% H13,81% N27,40% e sua massa molar é igual a 102 g/mol. Determine a forma molecular da cadaverina.

a) C5H14N2.

b) C5H7N2.

c) C10H28N4.

d) C2H7N.

e) C4H14N2.

Respostas

Resposta Questão 1

Alternativa “e”.

Sabemos que a massa molar é igual a 58 g/mol, então, temos:

  Cx    Hy     Oz
  ↓       ↓       ↓
12x +1y + 16z = 58

Agora é só fazer regra de três para cada elemento químico. Observe isso abaixo:

Agora é só substituir x, y e z pelos valores encontrados: C3H6O.

* Outra forma de resolver seria encontrar primeiro a fórmula mínima por meio da fórmula percentual que foi dada no enunciado e depois calcular quantas fórmulas mínimas seriam necessárias para chegar à massa molar. Veja:

1º Passo: Temos: 62,1% de C, 10,3% de H e 27,5% de O. Dividimos cada valor desses, considerando em gramas, pelas respectivas massas molares:

C = 62,1/12 = 5,175
H = 10,3/1 = 10,3
O = 27,5/16 = 1,71875

Agora pegamos esses valores e dividimos cada um pelo menor entre eles, que é o 1,71875:

C = 5,175/1,71875 ≈ 3
H = 10,3/1,71875 ≈ 6
O = 1,71875/ 1,71875 = 1

Assim, a fórmula mínima dessa substância é: C3H6O.

2º passo – Determinando a massa da fórmula mínima e depois calculando quantas fórmulas mínimas são necessárias para se chegar à massa molar da substância:

C3H6O = (3 . 12) + (6 . 1) + (1 . 16) = 58 g/mol

A massa molar da fórmula mínima é exatamente igual à da fórmula molecular, portanto, elas são iguais: C3H6O.

Resposta Questão 2

Alternativa “d”.

Cálculo da quantidade de matéria de cada elemento em 0,5 mol de óxido:

N: 7/14 = 0,5 mol

O: 16/16 =1 mol

Em 1 mol de óxido há 1 mol de N e 2 mol de O. Portanto, a fórmula molecular é NO2.

Resposta Questão 3

Alternativa “c”.

A massa molar da fórmula mínima é dada por:

CH2O = (1 . 12) + (2 . 1) + (1 . 16) = 30 g/mol

Agora basta calcular quantas fórmulas mínimas são necessárias para se chegar à massa molar de cada substância:

Glicose: 180/30= 6 – multiplica a fórmula mínima por 6: C6H12O6;
Ácido acético: 60/30 = 2 – multiplica a fórmula mínima por 2: C2H4O2;
Ácido lático: 90/30 = 3 – multiplica a fórmula mínima por 3: C3H9O3;
Formaldeído: 30/30 – 1 – é igual à fórmula mínima: CH2O.

Resposta Questão 4

Alternativa “a”.

1º passo: Determinar a fórmula mínima da cadaverina por meio da composição percentual em massa: Temos: 58,77 % de C, 13,81% de H e 27,40% de N. Dividimos cada valor desses, considerando em gramas, pelas respectivas massas molares:

C = 58,77/12 = 4,8975
H = 13,81/1 = 13,81
N = 27,40/14 = 1,9571

Agora pegamos esses valores e dividimos cada um pelo menor entre eles, que é o 1,229:

C = 4,8975/1,9571 ≈ 2,5
H = 13,81/1,9571 ≈ 7
N = 1,9571/ 1,9571 = 1

Como ainda não encontramos um número inteiro, vamos multiplicar todos os valores encontrados por 2:

C = 2,5 . 2 = 5
H = 7 . 2 = 14
N = 1 . 2 = 2

Assim, a fórmula mínima da nicotina é: C5H14N2.

2º passo – Determinar primeiro a massa da fórmula mínima e depois calcular quantas fórmulas mínimas são necessárias para se chegar à massa molar da substância:

C5H14N2 = (5 . 12) + (14 . 1) + (2 . 14) = 102 g/mol

A massa molar da fórmula mínima é exatamente igual à da fórmula molecular, portanto, elas são iguais: C5H14N2.

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