Fórmula mínima: como obter a fórmula mínima, exemplos e exercícios - Ciência - 2023

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o fórmula mínima ou empírica É a expressão da proporção em que estão presentes os átomos dos diferentes elementos que constituem um composto químico. A fórmula mínima é, portanto, a representação mais simples de um composto químico. É por isso que é "mínimo".

A fórmula mínima não expressa o número de átomos dos diferentes elementos que constituem um composto químico; mas a proporção em que esses átomos se combinam para gerar o composto químico.

A fórmula mínima também é chamada de fórmula empírica, pois é obtida por meio da experimentação; isto é, está relacionado à experiência. A observação experimental permitiu concluir que dois átomos de hidrogênio se combinam com um átomo de hidrogênio para formar água (H₂OU).

Em muitos casos, a fórmula mínima corresponde à fórmula molecular. No molecular, aparecem os números reais dos diferentes elementos que compõem um composto químico; tal é o caso, por exemplo, do ácido sulfúrico (H₂SW₄).

Mas, em outros casos, não há coincidência entre a fórmula mínima e a fórmula molecular; É o caso do benzeno: a fórmula mínima é CH, enquanto sua fórmula molecular é C₆H₆.

Como obter a fórmula mínima?

Primeiro passo

Encontre os gramas de cada elemento presente no composto. Como geralmente são expressos como uma porcentagem da massa do composto, um cálculo simples deve ser feito para a transformação das porcentagens da massa em massa dos elementos.

Segundo passo

É obtido o número relativo de átomos dos diferentes elementos que compõem o composto químico. Para fazer isso, a massa de cada elemento, expressa em gramas, é dividida por sua massa atômica.

Alguns autores preferem chamar o número relativo de átomos, como o número de moles de átomos dos elementos que fazem parte do composto químico.

Terceiro passo

Obtenção da proporção mínima, expressa em números inteiros, de cada um dos átomos presentes no composto químico.

Para encontrar esses valores, divida os números relativos de cada átomo presente no composto pelo valor numérico relativo mínimo que um átomo tem no composto químico.

No caso de o valor da proporção mínima de um átomo não ser um número inteiro sem decimais, todos os valores da proporção mínima devem ser multiplicados por um número; de tal forma que permite que todos os valores da proporção mínima sejam números inteiros.

Por exemplo, se o valor da proporção mínima de um átomo do composto químico for 2,5, multiplique todo mundo os valores da proporção mínima de cada um dos átomos presentes vezes 2. Assim, todos os valores da proporção mínima serão apenas números inteiros.

Quarto passo

Escreva a fórmula mínima do composto. Os valores da proporção mínima para os átomos dos diferentes elementos serão colocados como subscritos dos símbolos químicos dos elementos para escrever a fórmula mínima.

Exemplos de fórmulas mínimas

Água e dióxido de carbono

A maioria dos compostos químicos tem fórmulas mínimas e moleculares. Assim, a fórmula para a água (H₂O) é uma fórmula mínima; mas também é uma fórmula molecular. O mesmo é verdadeiro para a fórmula do dióxido de carbono (CO₂).

Óxidos básicos e ácidos

Os óxidos básicos e ácidos são compostos químicos que têm fórmulas químicas, com algumas exceções que são fórmulas mínimas e moleculares. A mesma situação ocorre com hidróxidos e ácidos, com exceção de alguns ácidos carboxílicos.

Ácido acético

Os ácidos carboxílicos que possuem um número par de átomos de carbono em sua composição possuem, separadamente, uma fórmula mínima e uma fórmula molecular. O ácido acético, por exemplo, tem uma fórmula molecular (C₂H₄OU₂); mas também tem uma fórmula mínima (CH₂OU).

Ácido butírico

O ácido butírico também tem uma fórmula molecular (C₄H₈OU₂) e uma fórmula mínima (C₂H₄OU).

Etilenoglicol

Outros compostos orgânicos têm ambos os tipos de fórmulas químicas; é o caso do etilenoglicol, que possui fórmula molecular (C₂H₆OU₂) e uma fórmula mínima (CH₃OU).

Benzeno

O benzeno, um composto aromático, tem uma fórmula molecular (C₆H₆) e uma fórmula mínima (CH).

Glicose

A glicose tem uma fórmula molecular (C₆H₁₂OU₆) e uma fórmula mínima (CH₂OU).

Exercícios resolvidos

- Exercício 1

O etilenoglicol é um composto utilizado como anticongelante, tem um peso molecular de 62,1 g / mol e uma composição percentual em massa da seguinte forma:

C: 38%,

H: 9,7%

O: 51,16%.

Primeiro passo

Expresse as porcentagens de massa dos elementos em suas massas em gramas. Para isso, o peso molecular do etilenoglicol é tomado como referência. Se isso for 62,1 gramas por mol, 38% consistem em carbono. E assim por diante com os outros elementos:

Massa de carbono = 62,1 g (38/100)

= 23,6 g

Massa de hidrogênio = 62,1 g (9,7 / 100)

= 6,024 g

Massa de oxigênio = 62,1 g (51,16 / 100)

= 31,77 g

Segundo passo

Calcule o número relativo de cada átomo presente (NRA) ou o número de moles de cada átomo. Para fazer isso, a massa de cada elemento químico é dividida por sua massa atômica.

NRA (C) = 23,6 g / 12 g

= 1,97

Pode ser arredondado para 2.

NRA (H) = 6,024 g / 1 g

= 6,024

Pode ser arredondado para 6.

NRA (O) = 31,77 g / 16 g

= 1,985

Pode ser arredondado para 2.

Terceiro passo

Calcule a razão de número inteiro mínimo dos elementos do composto (PMNE). Para fazer isso, divida cada um dos valores dos números relativos atômicos (NRA) pelo menor valor deste. Neste caso, 2.

PMNE (C) = 2/2

= 1

PMNE (H) = 6/2

= 3

PMNE (O) = 2/2

= 1

Quarto passo

Escreva a fórmula mínima para etilenoglicol:

CH₃OU

Como pode ser visto, os valores obtidos na etapa 3 são os subscritos dos elementos do composto.

- Exercício 2

O ácido acético tem um peso molecular de 60 g / mol e a seguinte composição percentual de massa:

C: 40%

H: 6,67%

Ou: 53,33%

Obtenha a fórmula mínima do composto.

Primeiro passo

Transforme as porcentagens de massa dos elementos em suas massas expressas em gramas:

Massa de carbono = 60 g (40/100)

= 24 g

Massa de hidrogênio = 60 g (6,67 / 100)

= 4 g

Massa de oxigênio = 60 g (53,33 / 100)

= 32 g

Segundo passo

Calcule o número relativo de átomos (NRA) do composto. Para fazer isso, as massas dos elementos são divididas por suas massas atômicas:

NRA (C) = 24 g / 12 g

= 2

NRA (H) = 4 g / 1 g

= 4

NRA (O) = 32 g / 16 g

= 2

Terceiro passo

Obtenha a razão de número inteiro mínimo dos elementos do composto (PMNE). Para fazer isso, os valores de NRA dos elementos são divididos pelo menor valor de NRA que um elemento possui:

PMNE (C) = 2/2

= 1

PMNE (H) = 4/2

= 2

PMNE (O) = 2/2

= 1

Quarto passo

Escreva a fórmula mínima para o ácido acético:

CH₂OU

Os subscritos do composto são os valores obtidos do PMNE.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27 de agosto de 2019). Fórmula empírica: definição e exemplos. Recuperado de: Thoughtco.com
Wikipedia. (2020). Fórmula empírica. Recuperado de: en.wikipedia.org
Chemistry LibreTexts. (03 de julho de 2019). Cálculo de fórmulas empíricas para compostos. Recuperado de: chem.libretexts.org
Nicola McDougal. (2020). Fórmula empírica: definição, etapas e exemplos. Estude. Recuperado de: study.com