GabaritoD — C₂H₅NO.
Gabarito: letra D. A fórmula molecular que corresponde à composição centesimal fornecida é C₂H₅NO (alternativa D), conforme demonstrado pelo cálculo da fórmula empírica a partir das porcentagens de carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio (determinada por diferença).
A questão fornece as porcentagens: 40,67% C, 8,47% H, 23,73% N. A soma é 72,87%, logo, o oxigênio corresponde a 100% - 72,87% = 27,13% O. Considerando 100 g de amostra:
C: 40,67 g → mols = 40,67 / 12,01 ≈ 3,386
H: 8,47 g → mols = 8,47 / 1,008 ≈ 8,40
N: 23,73 g → mols = 23,73 / 14,01 ≈ 1,694
O: 27,13 g → mols = 27,13 / 16,00 ≈ 1,696
Dividindo pelo menor número de mols (≈1,694):
C: 3,386 / 1,694 ≈ 2,00
H: 8,40 / 1,694 ≈ 4,96 ≈ 5
N: 1,694 / 1,694 = 1
O: 1,696 / 1,694 ≈ 1,00
Obtemos a fórmula empírica C₂H₅NO. Calculando a massa molar dessa fórmula: (2×12) + (5×1) + 14 + 16 = 59 g/mol. As porcentagens teóricas são:
C: 24/59 ≈ 40,68%
H: 5/59 ≈ 8,47%
N: 14/59 ≈ 23,73%
O: 16/59 ≈ 27,12%
Esses valores coincidem com os dados da questão. A fórmula empírica já é a molecular, pois todos os índices são inteiros e pequenos. Portanto, a fórmula molecular é C₂H₅NO.
C₂H₆(NO)₂ → C₂H₆N₂O₂. Possui dois átomos de nitrogênio e seis de hidrogênio, não correspondendo à proporção 2:5:1:1. Sua composição centesimal difere significativamente.
C₂H₅(NO)₂ → C₂H₅N₂O₂. Assim como a A, apresenta excesso de nitrogênio e oxigênio, resultando em porcentagens diferentes das fornecidas.
C₃H₆NO → Proporção C₃H₆NO. A relação C:H é 3:6 = 1:2, enquanto a empírica é C₂H₅ (2:5). Além disso, massa molar (3×12+6+14+16=72 g/mol) levaria a %C = 36/72 = 50%, muito acima dos 40,67%.
C₂H₅NO é a única que corresponde exatamente à fórmula empírica e molecular calculada, com composição centesimal idêntica à fornecida.
C₂H₆NO → Proporção C₂H₆NO. Há um hidrogênio a mais (C₂H₆ vs C₂H₅). A %H seria 6/59 ≈ 10,17%, divergindo dos 8,47%.
Resumo: O cálculo da fórmula empírica a partir das porcentagens leva a C₂H₅NO, que corresponde exatamente à alternativa D.
Gabarito: letra D.
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