Questão de Química — Fórmulas, Balanceamento e Leis ponderais das reações químicas — FGV 2021
Química›Fórmulas, Balanceamento e Leis ponderais das reações químicas
Código
fg043972
Banca
FGV
Órgão
PC-RJ
Ano
2021
Nível
Superior
Cargo
Perito Criminal - Química
No decorrer de suas atividades, a perita depara-se com um composto orgânico desconhecido. Inicialmente a profissional identifica que 57,65% do composto é carbono e 3,84% é hidrogênio. Avançando na identificação, na dosagem do enxofre, 0,333 grama do composto é tratado com BaCl, produzindo 0,3731 grama de BaSO₄ (peso molecular 233).A partir desses dados, a perita conseguiu determinar a fórmula empírica como sendo:
AC₁₀H₁₂SO₂;
BC₁₀H₈SO₂;
CC₈H₈SO₂;
DC₁₀H₈SO₃;
EC₈H₈(SO₂)₃.
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GabaritoB — C₁₀H₈SO₂;
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Determinação de Fórmula Empírica
Gabarito conforme cálculo: letra D (C₁₀H₈SO₃). A partir dos percentuais de carbono e hidrogênio e da análise gravimétrica do enxofre, a fórmula empírica que melhor se ajusta é C₁₀H₈SO₃. Contudo, o gabarito oficial aponta a alternativa B (C₁₀H₈SO₂); a discordância é fundamentada nos dados experimentais.
Os passos do cálculo são:
Percentual de enxofre:
Massa de BaSO₄ = 0,3731 g; massa molar = 233 g/mol → mols de BaSO₄ = 0,3731/233 = 0,0016017 mol.
Cada mol de BaSO₄ contém 1 mol de S (32,06 g/mol) → massa de S = 0,0016017 × 32,06 = 0,05134 g.
A amostra de 0,333 g continha 0,05134 g de S → %S = (0,05134/0,333) × 100 = 15,42%.
Percentual de oxigênio (por diferença): 100% – (57,65% C + 3,84% H + 15,42% S) = 22,09% O.
Mols de cada elemento em 100 g de composto:
C: 57,65 / 12,01 = 4,800 mol
H: 3,84 / 1,008 = 3,810 mol
S: 15,42 / 32,06 = 0,4811 mol
O: 22,09 / 16,00 = 1,381 mol
Divisão pelo menor número de mols (0,4811):
C: 4,800 / 0,4811 ≈ 10,0
H: 3,810 / 0,4811 ≈ 7,92 → 8
S: 0,4811 / 0,4811 = 1
O: 1,381 / 0,4811 ≈ 2,87 → 3
Portanto, a razão molar aproximada é C₁₀H₈SO₃, que corresponde à alternativa D.
Alternativa A — ❌ Incorreta (C₁₀H₁₂SO₂)
Apresenta excesso de hidrogênio (12 H) e falta de oxigênio (2 O) em relação aos dados.
Alternativa B — ❌ Incorreta (C₁₀H₈SO₂)
A quantidade de oxigênio é insuficiente. O percentual calculado de O (22,09%) é muito superior aos 16,67% dessa fórmula.
Alternativa C — ❌ Incorreta (C₈H₈SO₂)
O número de carbonos é menor que o calculado e o oxigênio ainda está em falta.
Alternativa D — ✅ Correta (C₁₀H₈SO₃)
A composição percentual dessa fórmula (C: 57,69%; H: 3,85%; S: 15,38%; O: 23,08%) coincide muito bem com os dados experimentais (C: 57,65%; H: 3,84%; S: 15,42%; O: 22,09%).
Alternativa E — ❌ Incorreta (C₈H₈(SO₂)₃)
Fórmula absurda, com excesso de enxofre e oxigênio, sem qualquer correspondência com os valores calculados.
PEGA ESSA DICA!
Em questões de fórmula empírica, sempre calcule os percentuais de cada elemento e reduza à menor proporção inteira. A gravimetria de BaSO₄ é um método clássico para determinar enxofre; lembre-se de que o fator de conversão de BaSO₄ para S é (32,06/233,4) ≈ 0,1374, mas é mais seguro trabalhar com mols.
Conclusão: Apesar do gabarito oficial ser B, a análise criteriosa dos dados conduz à alternativa D (C₁₀H₈SO₃).