Tipos de fórmulas: molecular, percentual e empírica

Você sabe como encontrar a fórmula das substâncias a partir de determinados dados? Que tal relembrar esse assunto e mandar bem na prova do Enem e dos vestibulares de todo Brasil? Não deixe de conferir o super resumo que preparamos para você! Estude Química com a gente.

O cálculo das quantidades das substâncias envolvidas numa reação química é chamado estequiometria — palavra derivada do grego stoicheia = partes mais simples e metreim = medida. Para efetuarmos os cálculos estequiométricos, devemos conhecer as proporções existentes entre os elementos que formam as diferentes substâncias. Estas proporções são perceptíveis pelo conhecimento das fórmulas das substâncias, como a fórmula molecular e a empírica.

Vamos estudar os diferentes tipos de fórmulas?

Fórmula Percentual

A fórmula percentual indica a porcentagem, em massa, de cada elemento que constitui a substância.

Uma maneira de determinar a fórmula percentual é a partir da fórmula molecular da substância, aplicando os conceitos de massa atômica e massa molecular.

Por exemplo:

Sabendo que a fórmula molecular do metano é CH4 e que as massas atômicas do carbono e do hidrogênio são, respectivamente, 12 e 1, temos:

C = 1.12 = 12

H = 4.1 = 4

Massa molecular do CH4 = 16

Agora para descobrir o percentual de cada elemento, temos:

Para o carbono:                                                      Para o Hidrogênio:

16 —————————– 100%                     16 —————————– 100%

12  —————————-  x %                         4 —————————-  x %

X = 75% de Carbono                                              X = 25% de Hidrogênio

Assim temos: C75% H25%

Fórmula Mínima ou Empírica

A fórmula mínima ou empírica indica a menor proporção, em números inteiros de mol, dos átomos dos elementos que constituem uma substância

Para determinar a fórmula mínima, devemos:

a) calcular o número de mol de átomos de cada elemento;

b) dividir os resultados pelo menor valor encontrado.

Entendeu? Veja o exemplo:

Uma amostra contém 2,4 g de carbono e 0,6 g de hidrogênio (Dados: massas atômicas: C = 12, H = 1). Para determinar a fórmula mínima do composto, devemos inicialmente calcular o número de mol (n) de átomos de cada elemento.

n =  m/M

Para o carbono: 2,4 g / 12 g/mol = 0,2 mol

Para o Hidrogênio: 0,6 g/ 1 g/mol = 0,6 mol

Em seguida devemos determinar as menores proporções possíveis, em números inteiros:

Relação entre o número de mol:

0,2 mol / 02 = 1

0,6 mol / 0,2 = 3

Assim, a fórmula mínima é: CH3

Fórmula Molecular

A fórmula molecular indica o número real de átomos de cada elemento na molécula.

Em alguns casos, a fórmula molecular é igual à fórmula mínima; em outros, porém, é um múltiplo inteiro da fórmula mínima. Veja:

Fórmula molecular = (Fórmula mínima)n

(Em que n é um número inteiro.)

Veja alguns exemplos na tabela abaixo:

Fórmula molecular Fórmula mínima
H2O H2O
C6H6 : 6 CH
P4O10 : 2 P2O5
C2H2 : 2 CH
Determinação da fórmula molecular

A determinação da fórmula molecular pode ser determinada de várias maneiras. Vamos conhecer duas delas:

  • A partir da porcentagem em massa, calculando a fórmula mínima.

100 g de Vitamina C (massa molecular = 176):

C = 40,9% em massa = 40,9 g

H = 4,55 % em massa = 4,55 g

O = 54,6 % = 54,6 g

Agora vamos encontrar o número de mol de cada átomo:

C = 40,9 g / 12 g mol -1 = 3,41 mols

H = 4,55 g mol -1 / 1 g mol -1  = 4,55 mols

O = 54,6 g/ 16 g mol -1  = 3,41 mols

Agora que já encontramos o número de mols, vamos achar a relação entre o número de mols, para podermos conhecer a fórmula mínima:

C = 3,41 mols /3,41 = 1 mol

H = 4,55 mols / 3,41 = 1,33 mol

O = 3,41 mol / 3,41 = 1 mol

Como os valores encontrados não são inteiros, deve-se multiplicá-los por um mesmo número que permita obter a menor proporção de números inteiros. Nesse caso, o número adequado é 3.

Assim:

C =  1 mol x 3 = 3 mol

H = 1,33 mol x 3 = 4 mol

O =  1 mol x 3 = 3 mol

Assim, a fórmula mínima é: C3H4O3

Dessa maneira, podemos concluir que a relação entre a fórmula mínima e a molecular é:

Fórmula mínima                 Fórmula molecular

C3H4O3 ————————–   (C3H4O3)n

MM= 88 ————————  MM = 176

Sendo assim:

88 n = 176

n =  2 → (C3H4O3)→ Fórmula molecular:  C6H8O6

  • Relacionando as porcentagens em massa com a massa molecular do composto. Vamos utilizar o mesmo exemplo da Vitamina C:

C = 40,9 %

H = 4,55 %     → MM = 176

O = 54,6 %

Considerando que sua fórmula molecular seja: CxHyOz

Agora devemos relacionar as porcentagens em massa com as massas atômicas e a massa molecular:

Cx             +          Hy         +                Oz

12 x           +         1 y         +               16 z       =     176

↓                              ↓                               ↓                  ↓

40,9 %                 4,55 %                     54,6 %    =    100%

 

Cx   → 176 ———100%         Hy → 176 ———100%           Oz → 176 ———100%

12 x ——- 40,9%                      1 y ——— 4,55 %                   16z ——–54,6 %

x = 6                                           y = 8                                           z = 6

Fórmula molecular C6H8O6

E aí? Conseguiu aprender um pouco mais sobre fórmula molecular, percentual e empírica? Beleza! Então, para fixar mais o conteúdo, assista a videoaula do Professor Arnaldo Cézar:
E agora? Que tal testar seu conhecimento? Você consegue resolver estes exercícios?

(MACK-SP) O óxido de vanádio é constituído de moléculas V2Oy. Se a massa molar do V2Oy é 182 g, então y é igual a: (Massas molares
em g/mol: V = 51; O = 16)

a) 1

b) 3

c) 7

d) 5

e) 4

(UNI-RIO) O etileno glicol, substância muito usada como agente anticongelante em motores automotivos, é um álcool e possui 38,7% de C, 9,7% de H e 51,6% de O. A fórmula mínima deste composto é:
(Dados: massas atômicas: H = 1 u; C = 12 u; O = 16 u)

a) CHO3

b) CH3O

c) CH3O2

d) C2H3O

e) C3HO

Resposta: 1d, 2b

Sobre o(a) autor(a):

Munique é formada em química pela UFSC, tem mestrado e doutorado em Engenharia Química, também pela UFSC.