Vamos agora seguir imaginando: você é um químico que trabalha em um grande laboratório e recebeu uma amostra para determinar seus constituintes.
A primeira coisa a fazer é uma análise imediata (você certamente já estudou esse tópico), ou seja, separar por processos físicos as substâncias presentes na amostra. Depois disso, se faz uma análise elementar da amostra. Esta análise pode ser qualitativa – em que se descobre quais espécies estão presentes – ou quantitativa – em se define a proporção das espécies químicas na substância analisada.
Então, como você sabe muito de Química, depois de analisar a amostra e fazer os tratamentos necessários, chegou aos seguintes resultados:
Da amostra desconhecida de 3,7 g:
1,8 g Carbono
0,3 g Hidrogênio
1,6 g Oxigênio
Massa molar aparente: 148 g
Com esses dados, você já pode determinar os 3 tipos de fórmulas para esta substância.
► Fórmula percentual
► Fórmula mínima
► Fórmula molecular
Fórmula Percentual
É a mais fácil de ser encontrada, basta estabelecer uma reação de proporção usando a nossa amiga “regra de três”.
► Carbono: Se temos o total de 3,7 g, que representa 100% da amostra, quanto representa o 1,8 g de carbono presente nessa amostra?
► Hidrogênio: Se temos o total de 3,7g de amostra e isso representa 100% da amostra, quanto representam os 0,3 g de Hidrogênio presentes nessa amostra?
► Oxigênio: Se temos o total de 3,7 g de amostra e isso representa 100% da amostra, quanto representa o 1,6 g de Oxigênio presente nessa amostra?
Concluímos, então, nossa fórmula percentual.
Fórmula Percentual: C48,65% H8,11% 043,34%
Fórmula Mínima
Como o próprio nome indica, ela define a proporção mínima de números inteiros de átomos de cada elemento na fórmula.
Vamos usar uma fórmula bem básica.
Onde:
n é o número de moles da amostra
m a massa da amostra
M a massa molecular do elemento químico (lá da tabela periódica)
Então:
► Para o carbono: n = 1,8/12 = 0,15
► Para o hidrogênio: n = 0,3/1 = 0,3
► Para o oxigênio: n = 1,6/16 = 0,1
Como não obtivemos números inteiros, o truque é dividir todas as respostas pelo menor valor encontrado, ou seja, por 0,1:
► Para o carbono: n = 0,15/0,1 = 1,5
► Para o hidrogênio: n = 0,3/0,1 = 3,0
► Para o oxigênio: n = 0,1/0,1 = 1,0
Mas isso não resultou em um número inteiro, então, multiplicaremos os resultados por um menor número inteiro possível (normalmente 2) para obtermos todos os números inteiros.
► Para o carbono: 1,5 x 2 = 3
► Para o hidrogênio: 3 x 2= 6
► Para o oxigênio: 1 x 2 = 2
Assim, chegamos ao nosso resultado final:
Fórmula Mínima: C3H6O2
Fórmula Molecular
É muito fácil chegar à fórmula molecular, pois já sabemos, através de análises anteriores, que a massa molecular desta amostra é de 148 g. A gente sabe, olhando na tabela periódica, as massas de hidrogênio = 1 g, carbono = 12 g e oxigênio = 16 g.
A partir da fórmula mínima, temos:
3 carbonos: 3 x 12 g = 36 g
6 hidrogênios: 6 x 1 g = 6 g
2 oxigênios: 2 x 16 g = 32 g
Se somarmos as massas desses elementos, teremos o valor de 74 g, certo? Mas a massa total de nossa molécula é 148 g! A solução é multiplicarmos a nossa fórmula mínima por um número até chegarmos ao valor da massa molecular. Neste caso, por 2.
C3H6O2 x 2 = C6H12O4
Desvendamos o componente misterioso de nossa amostra. Bacana, não?
