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23/08/2025 • 21 min de leitura
Atualizado em 23/08/2025

Fórmula Molecular

1. O Universo das Fórmulas Químicas – A Linguagem Essencial da Química

As fórmulas químicas são representações simbólicas que descrevem a composição das substâncias. Elas são a linguagem da química, permitindo-nos evidenciar e simplificar a complexidade da interação atômica. São ferramentas indispensáveis para compreender reações, propriedades e para uma comunicação precisa no campo científico.

Existem diferentes tipos de fórmulas, cada uma com sua função específica, mas todas essenciais para a compreensão de um composto:

  • Fórmula Molecular: Indica o número exato de átomos de cada elemento em uma molécula.

  • Fórmula Empírica (ou Mínima): Mostra a proporção mais simples entre os átomos de um composto.

  • Fórmula Percentual (ou Centesimal): Revela a composição em massa de cada elemento em 100 partes da substância.

  • Fórmula Estrutural: Detalha como os átomos estão ligados entre si, incluindo os tipos de ligações.

Neste guia, nosso foco principal será a fórmula molecular, mas exploraremos sua interconexão com as demais para uma compreensão holística e completa.


2. Fórmula Molecular – O Que É e Por Que É Fundamental?

A fórmula molecular é, em sua essência, um "RG" da molécula. Ela descreve o número exato de átomos de cada elemento químico que compõe uma molécula ou espécie química de uma determinada substância. Em outras palavras, ela nos diz quais elementos estão presentes e em que quantidade (sua atomicidade).

Exemplos Clássicos para Entender a Fórmula Molecular:

Para facilitar a compreensão, vamos analisar algumas das fórmulas moleculares mais conhecidas:

  • Água (H₂O): Esta fórmula nos informa que cada molécula de água é composta por dois átomos de hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio (O). O número subscrito "2" indica a quantidade de hidrogênio, enquanto a ausência de um número para o oxigênio implica "1".

  • Etanol (C₂H₆O): O álcool etílico, presente em bebidas alcoólicas, possui dois átomos de carbono (C), seis átomos de hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio (O) em cada molécula.

  • Glicose (C₆H₁₂O₆): Um carboidrato vital para o nosso corpo, a glicose é composta por seis átomos de carbono, doze átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio.

Como Escrever Corretamente a Fórmula Molecular: Uma Regra Essencial

Para que uma fórmula molecular seja devidamente escrita, devemos seguir algumas convenções importantes:

  • Ordem dos Elementos: Geralmente, os elementos são dispostos em ordem crescente de eletronegatividade. Por exemplo, no ácido nítrico, escrevemos HNO₃, e não NO₃H, pois o hidrogênio é menos eletronegativo que o nitrogênio e o oxigênio.

  • Exceção da Química Orgânica: Na química orgânica, que se dedica aos compostos de carbono, este elemento sempre inicia a fórmula molecular, independentemente de sua eletronegatividade.

  • Atomicidade: As quantidades de átomos (atomicidade) são representadas por números inteiros subscritos. Se a atomicidade for igual a um (1), o número não é escrito.

Atenção para Concursos! Limitações da Fórmula Molecular – O Conceito de Isomeria

Embora a fórmula molecular seja fundamental, ela possui uma limitação crucial que é constantemente explorada em provas de concurso: ela não revela como os átomos estão ligados entre si, nem o tipo de ligação (simples, dupla, tripla).

Isso pode levar a "enganos" quando se tenta identificar uma substância apenas pela sua fórmula molecular, pois diferentes substâncias podem ter a mesma fórmula molecular, mas estruturas e propriedades completamente distintas. Este fenômeno é conhecido como isomerismo.

  • Exemplo Clássico de Isomeria (C₃H₆O): A fórmula C₃H₆O pode se referir a dois compostos muito diferentes:

    • Propanona (Acetona): Conhecida como removedor de esmaltes, é uma cetona.

    • Propanal (Propionaldeído): Um aldeído com propriedades diferentes.

Ambos possuem os mesmos átomos nas mesmas quantidades, mas suas estruturas de ligação e, consequentemente, suas funções químicas e propriedades, são distintas. Esta é uma "pegadinha" comum em exames, que testa sua compreensão sobre a profundidade das informações que cada tipo de fórmula oferece.


3. Fórmula Empírica (ou Mínima) – A Proporção Simplificada e Essencial

A fórmula empírica, também conhecida como fórmula mínima, representa a proporção mais simples em números inteiros entre os átomos dos elementos que formam um composto. Ao contrário da fórmula molecular, ela não informa o número exato de átomos, mas sim a sua relação proporcional.

Relação Fundamental com a Fórmula Molecular: O Fator 'n'

A fórmula molecular é sempre um múltiplo inteiro da fórmula empírica. Se a fórmula empírica de um composto é (AxByCz), sua fórmula molecular será (AxByCz)n, onde 'n' é um número inteiro (1* Peróxido de Hidrogênio (H₂O₂): Sua fórmula empírica é HO, indicando uma relação de 1:1 entre hidrogênio e oxigênio. Formaldeído (CH₂O) e Glicose (C₆H₁₂O₆): Ambos, apesar de serem substâncias muito diferentes, possuem a mesma fórmula empírica: CH₂O. Isso ocorre porque, em ambos os casos, a proporção de carbono, hidrogênio e oxigênio é 1:2:1 [ uma amostra de 100 g para converter as porcentagens diretamente em massas (por exemplo, 74,1% de C em 100g de amostra é 74,1g de C). Se forem dadas massas em gramas, utilize-as diretamente.

  1. Converter as Massas para Quantidade de Mol de Átomos:

    • Divida a massa de cada elemento pela sua respectiva massa atômica (obtida na tabela periódica). A unidade será: 1,33; 2,5; 1,67), você precisará multiplicá-los por um fator comum (geralmente 2, 3 ou 4) até obter os menores números inteiros possíveis.

Exemplo Prático de Cálculo da Fórmula Empírica:

Suponha uma amostra de um composto com 2,4 g de Carbono (C) e 0,6 g de Hidrogênio (H). Massas atômicas: C = 12 g/mol; H = 1 g/mol.

6 mol / 0,2 mol = 3.

  1. A Fórmula Empírica é: CH₃.


4. Fórmula Percentual (ou Centesimal) – A Composição em Massa da Molécula

A fórmula percentual, também chamada de fórmula centesimal, expressa a composição em massa de cada elemento presente em 100 partes de massa da substância pura. É uma forma de visualizar a contribuição de cada elemento para a massa total do composto, e a soma das porcentagens de todos os elementos deve ser igual a 100%.

Como Calcular a Fórmula Percentual a Partir da Fórmula Molecular:

Este cálculo é o inverso da determinação da fórmula molecular a partir da porcentagem e é bastante straightforward:

  1. Calcular a Massa Molar Total do composto a partir de sua fórmula molecular.

  2. Calcular a Massa Total de Cada Elemento na molécula (atomicidade x massa atômica).

  3. Dividir a Massa de Cada Elemento pela Massa Molar Total do composto e multiplicar por 100 para obter a porcentagem em massa.

Exemplo: Fórmula Percentual da Água (H₂O)

Massas atômicas: H = 1 g/mol; O = 16 g/mol.

  1. Massa Molar da H₂O: (2 × 1) + (1 × 16) = 18 g/mol.

  2. Massas dos Elementos na Molécula:

    • Hidrogênio: 2 × 1 = 2 g.

    • Oxigênio: 1 × 16 = 16 g.

  3. Calcular as Porcentagens:

    • %H = (2 g / 18 g) × 100 = 11,11%.

    • %O = (16 g / 18 g) × 100 = 88,89%.

A fórmula percentual da água seria, portanto, H₁₁,₁₁%O₈₈,₈₉% (embora essa notação seja menos comum, ilustra o conceito).


5. Fórmula Estrutural – A Disposição Espacial e as Ligações (Fundamental para Orgânica!)

Se a fórmula molecular é o "RG" e a empírica é a "proporção", a fórmula estrutural é o "mapa detalhado" da molécula. Ela vai além da simples contagem de átomos e mostra como os átomos estão ligados entre si, explicitando as ligações covalentes (simples, duplas ou triplas, e até mesmo dativas).

Importância Crucial da Fórmula Estrutural (Especialmente para Química Orgânica e Isomeria):

A fórmula estrutural é de importância capital em diversas áreas da química, mas é indispensável na química orgânica e é um tema altamente cobrado em concursos por sua capacidade de detalhar a molécula:

  • Geometria e Forma Tridimensional: Ela fornece uma representação visual da disposição dos átomos, essencial para entender a geometria molecular e a forma tridimensional da substância.

  • Identificação de Funções Orgânicas: Permite identificar a função orgânica a que a substância pertence (álcool, éter, aldeído, cetona, etc.), o que a fórmula molecular por si só não consegue fazer.

  • Reatividade Química: A disposição dos átomos e o tipo de ligações influenciam diretamente a reatividade e as propriedades das substâncias.

  • Diferenciação de Isômeros: Como vimos, isômeros são compostos com a mesma fórmula molecular, mas que se distinguem justamente por suas diferentes fórmulas estruturais. A estrutural é a ferramenta que nos permite visualizar e compreender essas diferenças.

Comparativo: Fórmula Molecular vs. Fórmula Estrutural

Podemos pensar na fórmula molecular como um resumo da composição, enquanto a fórmula estrutural é o detalhe que explica as propriedades e o comportamento químico. Para uma compreensão completa de um composto orgânico, a fórmula estrutural é incomparavelmente mais informativa.

  • Exemplo: O ácido cianídrico tem fórmula molecular HCN. Sua fórmula estrutural H–C≡N revela a ligação tripla entre carbono e nitrogênio, informação vital para entender sua reatividade.


6. Desvendando a Fórmula Molecular – Métodos Essenciais para o Sucesso em Concursos

A capacidade de determinar a fórmula molecular de um composto é uma habilidade central na química e um dos tópicos mais recorrentes e importantes em exames e concursos públicos. Embora a ciência utilize técnicas analíticas avançadas como a espectrometria de massa e a cromatografia gasosa para compostos desconhecidos, os estudantes precisam dominar os cálculos a partir de dados fornecidos, como a fórmula empírica ou a composição percentual.

Vamos explorar os principais métodos, do mais simples ao mais complexo.

Método 1: A Partir da Fórmula Estrutural (O Mais Direto)

Este é o método mais simples. Se a fórmula estrutural de um composto for fornecida, basta contar cuidadosamente o número de átomos de cada elemento para obter sua fórmula molecular.

  • Exemplo: Ácido Nítrico

    • Observando sua fórmula estrutural, percebe-se a presença de 1 átomo de Hidrogênio (H), 1 átomo de Nitrogênio (N) e 3 átomos de Oxigênio (O).

    • Portanto, sua fórmula molecular é HNO₃.

Método 2: A Partir da Fórmula Empírica e da Massa Molar (Altamente Cobrado!)

Este método é um dos mais comuns em provas. Ele exige que você tenha a fórmula empírica e a massa molar do composto.

Passos:

  1. Determinar a Fórmula Empírica do composto (se não for fornecida, use o método da Seção 3).

  2. Calcular a Massa Molar da Fórmula Empírica (MME): Some as massas atômicas dos elementos presentes na fórmula empírica.

  3. Calcular o Fator de Multiplicação ('n'): Divida a Massa Molar do Composto (MM) (geralmente fornecida ou determinada experimentalmente por técnicas como a espectrometria de massa) pela Massa Molar da Fórmula Empírica (MME).

    • Fórmula: n = MM (composto) / MME (fórmula empírica)

  4. Obter a Fórmula Molecular: Multiplique todos os índices da fórmula empírica pelo fator 'n'.

    • Fórmula Molecular = (Fórmula Empírica)n

Exemplo Detalhado (Estireno):

Um composto, o estireno, tem massa molar de 104 g/mol e sua fórmula empírica é CH.

  1. Fórmula Empírica: CH.

  2. Massa Molar da Fórmula Empírica (MME): C = 12 g/mol, H = 1 g/mol. MME(CH) = 12 + 1 = 13 g/mol.

  3. Fator 'n': n = 104 g/mol / 13 g/mol = 8.

  4. Fórmula Molecular: (CH)₈ = C₈H₈.

Exemplo (Vitamina C):

A Vitamina C possui massa molar de 176 g/mol e sua fórmula mínima é C₃H₄O₃.

  1. Fórmula Empírica: C₃H₄O₃.

  2. Massa Molar da Fórmula Empírica (MME): (3 × 12) + (4 × 1) + (3 × 16) = 36 + 4 + 48 = 88 g/mol.

  3. Fator 'n': n = 176 g/mol / 88 g/mol = 2.

  4. Fórmula Molecular: (C₃H₄O₃)₂ = C₆H₈O₆.

Método 3: A Partir da Composição Percentual e Massa Molar (Duas Abordagens)

Este é o método mais completo, pois você parte apenas da porcentagem em massa dos elementos e da massa molar do composto. Existem duas abordagens principais:

Abordagem A: Via Fórmula Empírica (Mais Comum em Provas de Concurso!)

Esta abordagem é a mais usual e geralmente a mais didática para seguir em exames. Ela combina o cálculo da fórmula empírica com o fator 'n'.

Passos:

  1. Transformar Porcentagens em Massas: Assuma uma amostra de 100g do composto. As porcentagens em massa de cada elemento se tornam as massas em gramas.

  2. Calcular Mols de Cada Elemento: Divida a massa de cada elemento pela sua massa atômica respectiva para encontrar a quantidade em mols.

  3. Determinar a Fórmula Empírica:

    • Divida todos os valores de mol pelo menor valor encontrado.

    • Se necessário, multiplique por um fator comum para obter os menores números inteiros (conforme Seção 3).

  4. Usar a Fórmula Empírica e a Massa Molar: Agora, siga os passos do Método 2 para converter a fórmula empírica em fórmula molecular.

Exemplo Detalhado (Nicotina):

A nicotina tem a seguinte composição percentual: 74,1% de C, 8,6% de H e 17,2% de N. Sua massa molar é 162 g/mol.

  1. Transformar Porcentagens em Massas (em 100g de amostra):

    • C: 74,1 g

    • H: 8,6 g

    • N: 17,2 g.

  2. Calcular Mols de Cada Elemento:

    • C: 74,1 g / 12 g/mol ≈ 6,175 mol

    • H: 8,6 g / 1 g/mol = 8,6 mol

    • N: 17,2 g / 14 g/mol ≈ 1,229 mol.

  3. Determinar a Fórmula Empírica (dividindo pelo menor valor, 1,229 mol):

    • C: 6,175 / 1,229 ≈ 5

    • H: 8,6 / 1,229 ≈ 7

    • N: 1,229 / 1,229 = 1

    • A Fórmula Empírica é: C₅H₇N.

  4. Converter Fórmula Empírica para Fórmula Molecular (usando Massa Molar):

    • Massa Molar da Fórmula Empírica (C₅H₇N): (5 × 12) + (7 × 1) + (1 × 14) = 60 + 7 + 14 = 81 g/mol.

    • Fator 'n' = Massa Molar do Composto / MME = 162 g/mol / 81 g/mol = 2.

    • Fórmula Molecular = (C₅H₇N)₂ = C₁₀H₁₄N₂.

Abordagem B: Cálculo Direto (Menos Comum, mas Eficaz para Verificação)

Esta abordagem é mais direta e pode ser usada se você se sentir confortável com manipulação de proporções ou para verificar seus resultados.

Passos:

  1. Assuma a fórmula molecular como CxHyOz...

  2. Use regras de três para cada elemento, relacionando a porcentagem em massa do elemento, sua massa atômica (ou massa total na molécula), e a massa molar do composto.

Exemplo (Nicotina, Abordagem Direta):

Nicotina: 74,1% C, 8,6% H, 17,2% N. Massa Molar = 162 g/mol. Fórmula Molecular = CxHyNz.

  • Para Carbono (C):

    • Se 162 g (massa molar total) é 100% da massa, então 12x g (massa total de C na molécula) é 74,1%.

    • (12x / 162) × 100 = 74,1 ⇒ 12x = (74,1 × 162) / 100 ⇒ x ≈ 10.

  • Para Hidrogênio (H):

    • (1y / 162) × 100 = 8,6 ⇒ 1y = (8,6 × 162) / 100 ⇒ y ≈ 14.

  • Para Nitrogênio (N):

    • (14z / 162) × 100 = 17,2 ⇒ 14z = (17,2 × 162) / 100 ⇒ z ≈ 2.

A Fórmula Molecular encontrada é: **C₁₀xidos.

  • Espectrometria de Massa: Uma ferramenta poderosa para determinar a massa molar exata de um composto.


7. Tópicos Avançados e "Pegadinhas" de Concurso (Para Gabaritar!)

Para ser o mais completo e didático possível, abordaremos agora conceitos que aprofundam a compreensão da fórmula molecular e que são frequentemente utilizados para diferenciar candidatos em exames.

Isomeria: O Conceito Chave (Revisitando a Limitação da você entende que, apesar da mesma fórmula molecular, suas estruturas (e, portanto, suas propriedades físicas e químicas, como ponto de ebulição, reatividade, etc.) são distintas.

  • Exemplos Clássicos:

    • Etanol e Éter Dimetílico (C₂H₆O): O etanol é um álcool e o éter dimetílico é um éter. Ambos têm a mesma fórmula molecular, mas propriedades muito diferentes, como ponto de ebulição e calor de combustão.

    • Compostos de fórmula C₄H₁₀O: Podem ser vários isômeros, como o Butan-1-ol, Butan-2-ol ou o Éter Dietílico, cada um com pontos de ebulição e reatividades diferentes.

Regra do Treze (A Regra Prática para Desconhecidos)

A Regra do Treze é um método heurístico muito útil para deduzir possíveis fórmulas moleculares de um composto quando sua massa molar é conhecida, mas a composição elementar detalhada não.

  • Conceito: A técnica assume uma fórmula base de um hidrocarboneto CnH(n+r), onde 'r' é o resto da divisão da massa molar por 13.

  • Como Funciona:

    1. Divida a massa molar (M) por 13. O quociente será 'n' (número de carbonos) e o resto será 'r'.

    2. A fórmula base é CnH(n+r).

    3. Se houver heteroátomos (O Adicionar S: subtrair C₂H₄ (24+4=28) e adicionar S (32).

      • Adicionar Cl: subtrair C₂H₁₁ (24+11=35) e adicionar Cl (35,5).

  • Importância: Embora gere múltiplas possibilidades, é um ponto de partida rápido para propor estruturas quando a análise de alta resolução (como a espectrometria de massas) fornece apenas a massa molar.

Índice de Deficiência de Hidrogênio (IDH) / Índice de Insaturação (ID)

O Índice de Deficiência de Hidrogênio (IDH), ou grau de insaturação, é uma ferramenta poderosa para entender a estrutura de um composto orgânico a partir de sua fórmula molecular.

  • O Que Indica: O IDH representa o número total de anéis e/ou ligações pi (insaturações) presentes na molécula. Cada anel ou ligação pi "deficiente" em dois hidrogênios comparado a um alcano saturado de cadeia aberta com o mesmo número de carbonos.

  • Como Calcular (Fórmula Universal):

    • Para uma fórmula CxHyNzOwXp (onde X = halogênio: F, Cl, Br, I):

    • IDH (U) = (2C + 2 + N – H – X) / 2.

      • C: número de átomos de carbono

      • H: número de átomos de hidrogênio

      • N: número de átomos de nitrogênio

      • X: número de átomos de halogênios (F, Cl, Br, I)

      • Nota: Átomos de oxigênio (O) e enxofre (S) não influenciam diretamente o cálculo do IDH.

  • Interpretação do IDH:

    • IDH = 0: A substância é saturada e acíclica (como um alcano).

    • IDH = 1: A substância possui um anel OU uma ligação dupla (como um cicloalcano ou alceno).

    • IDH = 2: A substância pode ter dois anéis, ou duas ligações duplas, ou um anel e uma ligação dupla, ou uma ligação tripla.

    • IDH ≥ 4: Sugere a presença de um anel benzênico, que tem IDH = 4 (3 ligações pi + 1 anel).

  • Importância para Concursos: O IDH é crucial para deduzir possíveis estruturas de um composto quando apenas a fórmula molecular é conhecida. Ajuda a descartar opções e a focar em estruturas plausíveis.


8. Exercícios Resolvidos: Fixando o Conhecimento para Concursos!

A melhor forma de dominar a determinação da fórmula molecular e conceitos relacionados é através da prática. Veja alguns exemplos resolvidos, inspirados nas questões de concurso dos materiais fornecidos.

Exercício 1: Fórmula Mínima por Combustão (UEL)

A combustão completa de certo composto orgânico oxigenado, de fórmula CₓHᵧOₙ, consumiu 3 mols de oxigênio (O₂) para cada 2 mols de CO₂ e 3 mols de H₂O formados. A fórmula mínima desse composto é, portanto:

a) CHO b) CH₂O c) CH₃O d) C₂H₃O e) C₂H₆O

Resolução:

  1. Escrever a Reação Balanceada (parcialmente): CₓHᵧOₙ + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O

  2. Determinar C e H a partir dos Produtos:

    • Em 2 mols de CO₂, há 2 mols de C. Portanto, x = 2.

    • Em 3 mols de H₂O, há 3 × 2 = 6 mols de H. Portanto, y = 6.

  3. Determinar O nos Produtos:

    • Em 2 mols de CO₂, há 2 × 2 = 4 mols de O.

    • Em 3 mols de H₂O, há 3 × 1 = 3 mols de O.

    • Total de O nos produtos = 4 + 3 = 7 mols de O.

  4. Determinar O no Reagente Orgânico:

    • O total de O nos reagentes deve ser igual ao total nos produtos.

    • Em 3 mols de O₂ (reagente), há 3 × 2 = 6 mols de O.

    • Portanto, o O que falta para completar os 7 mols nos produtos deve vir do composto CₓHᵧOₙ.

    • 7 mols (total) - 6 mols (do O₂) = 1 mol de O. Portanto, n = 1.

  5. Fórmula Molecular Provisória: C₂H₆O.

  6. Fórmula Mínima: A menor proporção inteira de C₂H₆O é C₂H₆O (n = 1, não pode ser simplificado).

Resposta: e) C₂H₆O

Exercício 2: Fórmula Molecular a partir da Mínima e Massa Molar (PUCRIO)

A fórmula mínima de um composto orgânico é (CH₂O)n. Sabendo-se que o peso molecular desse composto é 180 g/mol, qual o valor de n?

Resolução:

  1. Calcular a Massa Molar da Fórmula Mínima (CH₂O): C = 12 g/mol; H = 1 g/mol; O = 16 g/mol. MM(CH₂O) = 12 + (2 × 1) + 16 = 12 + 2 + 16 = 30 g/mol.

  2. Calcular o Fator 'n': n = Massa Molar do Composto / Massa Molar da Fórmula Mínima n = 180 g/mol / 30 g/mol = 6.

Resposta: c) 6 (A fórmula molecular seria (CH₂O)₆ = C₆H₁₂O₆, que é a glicose).

Exercício 3: Fórmula Molecular a partir de Porcentagem e Massa Molar (UFRRJ)

A benzedrina apresenta a seguinte composição percentual: 80% de carbono, 9,63% de hidrogênio e 10,37% de nitrogênio. Sabendo-se que sua massa molar é 135 g/mol, pode-se afirmar que sua fórmula molecular é:

a) C₉H₁₅N b) C₈H₁₄N₂ c) C₉H₂₆N d) C₈H₂₀N e) C₈H₁₃N

Resolução (Abordagem via Fórmula Empírica):

  1. Massas em 100g de amostra:

    • C: 80 g

    • H: 9,63 g

    • N: 10,37 g.

  2. Mols de Cada Elemento:

    • C: 80 g / 12 g/mol ≈ 6,667 mol

    • H: 9,63 g / 1 g/mol = 9,63 mol

    • N: 10,37 g / 14 g/mol ≈ 0,741 mol.

  3. Dividir pelo menor (0,741 mol):

    • C: 6,667 / 0,741 ≈ 9

    • H: 9,63 / 0,741 ≈ 13

    • N: 0,741 / 0,741 = 1

    • Fórmula Empírica: C₉H₁₃N.

  4. Massa Molar da Fórmula Empírica (C₉H₁₃N): (9 × 12) + (13 × 1) + (1 × 14) = 108 + 13 + 14 = 135 g/mol.

  5. Fator 'n': n = Massa Molar do Composto / MME = 135 g/mol / 135 g/mol = 1.

  6. Fórmula Molecular: (C₉H₁₃N)₁ = C₉H₁₃N.

Resposta: e) C₈H₁₃N (A resposta e na fonte está incorreta, o cálculo correto leva a C9H13N. A alternativa mais próxima em termos de número de carbonos/nitrogênios é a 'a' C9H15N ou 'e' C8H13N. Há um provável erro de gabarito ou enunciado na fonte original. Com 80%C, 9.63%H, 10.37%N, a massa molar 135 g/mol leva a C9H13N. No entanto, se fosse C8H13N, a MM seria 812 + 131 + 14 = 96+13+14 = 123 g/mol, o que não bate com 135. Se fosse C9H15N, a MM seria 912 + 151 + 14 = 108+15+14 = 137 g/mol, o que estaria mais próximo. Para fins de didática, o cálculo leva a C9H13N). Vou assumir que o gabarito fornecido no documento tem um erro na letra e, e que o cálculo que fiz (C9H13N) está correto com base nos dados. Para a resposta do exercício, o que mais se aproxima seria C9H15N. No entanto, para ser fiel à fonte, e como o resultado direto não está nas opções, essa questão pode ter um pequeno desvio nos valores ou gabarito. Vamos refazer o cálculo para e) C8H13N para ver se a percentagem bate. Massa molar C8H13N = 812 + 131 + 14 = 96+13+14 = 123. %C = (96/123)*100 = 78.0%. É diferente de 80%. %H = (13/123)*100 = 10.5%. É diferente de 9.63%. %N = (14/123)*100 = 11.4%. É diferente de 10.37%. Com a massa molar de 135 g/mol e as porcentagens, o resultado é C9H13N. Não há uma alternativa exata. No entanto, seguindo a lógica do exercício, a alternativa "e" foi marcada como correta. Para fins de precisão, o resultado calculado é C₉H₁₃N. Se o gabarito original indica (e), há uma inconsistência nos dados do problema ou no gabarito. Para o propósito deste guia, o importante é o método de cálculo.

Exercício 4: Sais Hidratados (UEG)

No tratamento pós-operatório, um medicamento usado para estimular a cicatrização é o sulfato de zinco hidratado, ZnSO₄.xH₂O. A análise desse sólido indicou 43,9% em massa de água. Determine neste composto o número de moléculas de água por fórmula unitária. Dados: Massas molares (g/mol): ZnSO₄ = 161,5 e H₂O = 18,0.

Resolução:

  1. Definir a Massa Molar do Composto Hidratado (MM Total): MM(ZnSO₄.xH₂O) = MM(ZnSO₄) + x MM(H₂O) = 161,5 + x 18,0 = (161,5 + 18x) g/mol.

  2. Usar a Porcentagem de Água: A porcentagem de água é 43,9%. Isso significa que, em 100g do composto, 43,9g são de água. Podemos montar uma regra de três com a massa molar total e a massa de 'x' moléculas de água: (161,5 + 18x) g/mol ------------------- 100% (18x) g/mol ----------------------------- 43,9%.

  3. Calcular 'x': 18x 100 = 43,9 (161,5 + 18x) 1800x = 7090,85 + 790,2x 1800x - 790,2x = 7090,85 1009,8x = 7090,85 x = 7090,85 / 1009,8 ≈ 7.

Portanto, o número de moléculas de água por fórmula unitária é 7. A fórmula do composto é ZnSO₄.7H₂O (Sulfato de Zinco Heptaidratado).

Resposta: x = 7


Dominando a Fórmula Molecular para o Sucesso

Chegamos ao final deste guia completo sobre Fórmula Molecular e seus conceitos relacionados. Esperamos que esta abordagem didática e detalhada tenha clarificado todas as suas dúvidas e o prepare para enfrentar com confiança as questões de química em concursos públicos e exames.

Compreender a fórmula molecular é mais do que memorizar definições; é entender a base da composição química e as relações entre as diferentes formas de representar uma substância. Lembre-se que o domínio da fórmula empírica, percentual e estrutural é essencial para uma visão completa e para resolver os problemas mais complexos. A capacidade de calcular a fórmula molecular a partir de dados percentuais ou empíricos, e de interpretar a isomerismo e o IDH, são habilidades que o destacarão.

A química é uma ciência prática, e a precisão na formulação de compostos é crucial, seja na indústria farmacêutica, na pesquisa ou em qualquer aplicação científica.


Dicas de Estudo para Acelerar seu Aprendizado e Gabaritar:

  1. Revise Regularmente: A constância é chave. Volte a este material e refaça os exercícios.

  2. Utilize Recursos Visuais: Desenhe as estruturas, use modelos moleculares (físicos ou virtuais) para visualizar a disposição dos átomos e as ligações. Isso é especialmente útil para a fórmula estrutural e o conceito de IDH.

  3. Resolva Muitos Exercícios: A prática leva à perfeição. Busque mais questões de concursos e vestibulares sobre determinação de fórmulas químicas. Discuta suas respostas com colegas ou professores.

  4. Crie Mapas Mentais: Organize os conceitos, fórmulas e exemplos em mapas mentais para facilitar a memorização e a conexão entre os tópicos.

  5. Entenda os "Porquês": Não apenas memorize fórmulas, mas entenda o porquê de cada passo, o que cada tipo de fórmula nos diz e quais suas limitações. Isso é o que aprofunda seu conhecimento e o prepara para questões mais elaboradas.

Com dedicação e as ferramentas certas, você estará pronto para desvendar qualquer enigma químico! Sucesso em seus estudos!