A fórmula molecular indica o número real de átomos de cada tipo de elemento químico que aparece na molécula.
Por exemplo, a fórmula molecular da água é H2O, o que significa que em cada molécula de água há dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. Já no caso do benzeno, a sua fórmula molecular é C6H6, ou seja, para cada seis átomos de carbono há exatamente seis átomos de hidrogênio ligados.
Citamos esses dois exemplos para mostrar que algumas vezes a fórmula molecular é igual à fórmula mínima ou empírica, como acontece no caso da água. Mas, isso nem sempre é verdade, como indica o exemplo do benzeno, que possui fórmula mínima igual a CH, pois a proporção entre esses elementos é de 1 : 1.
Assim, a fórmula molecular é um múltiplo inteiro da fórmula mínima, sendo que no caso do benzeno esse múltiplo é igual a 6:
(Fórmula mínima)n = Fórmula molecular
Para determinarmos a fórmula molecular de qualquer composto é necessário sabermos primeiro a sua massa molecular. Com esse dado em mãos, podemos seguir três caminhos diferentes para chegar à fórmula molecular, que são:
1. Por meio da fórmula mínima;
2. Por meio da fórmula percentual;
3. Relacionando a porcentagem em massa com a massa molecular.
Veja um exemplo de cada um desses casos:
Exemplo 1
Por meio da fórmula mínima:
A fórmula mínima do acetileno é CH e sua massa molecular é 26 g/mol. Qual é a fórmula molecular do acetileno?
Resolução:
- Podemos calcular a massa molecular da fórmula mínima:
MM (CH) = 1 . 12 + 1 . 1 = 13 g/mol
- Agora, podemos calcular qual é o múltiplo inteiro da fórmula mínima que leva à fórmula molecular. Basta dividir a massa molecular do composto (26 g/mol) pela massa molecular da fórmula mínima (13 g/mol).
(CH)n = 13
13. n = 26
n = 26/13
n = 2
- Isso significa que a proporção de átomos da fórmula molecular é 2 vezes a indicada pela fórmula mínima:
2 . CH = C2H2
A fórmula molecular do acetileno é C2H2.
Exemplo 2
Por meio da fórmula percentual:
Uma análise da porcentagem em massa do óxido de fósforo apresentou 43,6% de fósforo e 56,4% de oxigênio. A massa molecular desse composto é 284 g/mol. Baseado nessas informações, determine a fórmula molecular do óxido de fósforo:
Resolução:
- A porcentagem em massa nos indica que em 100 g do óxido de fósforo temos 43,6g de fósforo e 56,4g de oxigênio. Assim, se dividirmos esses valores pelas massas molares dos respectivos elementos, encontramos a proporção entre eles. Isso significa que iremos encontrar a fórmula mínima a partir da fórmula percentual:
P = 43,6/31 = 1,41
O = 56,4/16 = 3,525
- No entanto, esses valores não são inteiros, por isso, vamos dividir ambos pelo menor número entre eles, que é o 1,41:
P = 1,41/1,41 = 1
O = 3,525/1,41 = 2,5
- Ainda não conseguimos um número inteiro, então vamos multiplicar por um mesmo número que permita obter a menor proporção de números inteiros. Nesse caso, o número adequado será 2:
P = 1 . 2 = 2
O = 2,5 . 2 = 5
- A fórmula mínima do óxido de fósforo é P2O5. Agora, procedemos como no exemplo 1 para determinar a fórmula molecular:
Massa molecular da fórmula mínima: 2 . 31 + 5 . 16 = 142 g/mol
Massa molecular da fórmula molecular = 284 g/mol
Massa molecular da fórmula molecular= 284 g/mol = 2
Massa molecular da fórmula mínima 142 g/mol
- Isso significa que a proporção de átomos da fórmula molecular é 2 vezes a indicada pela fórmula mínima:
2 . P2O5 = P4O10
A fórmula molecular do óxido de fósforo é P4O10.
Exemplo 3:Relacionando a porcentagem em massa com a massa molecular:
O exemplo anterior poderia ser feito também por esse método. Veja:
O = 43,6 % MM = 284 g/mol
P = 56,4 %
- Considerando que sua fórmula molecular seja PxOy, vamos relacionar as porcentagens em massa com as massas atômicas e a massa molecular:
Px Oy
31x + 16y = 284
↓ ↓
43,6% 56,4%
Px: Oy:
284 ------- 100% 284 ------- 100%
31x ------- 43,6% 16y ------- 56,4%
31 . x . 100 = 284 . 43,6 16 . y . 100 = 284 . 56,4
3100 . x = 12382,4 1600 . y = 16017,6
x = 12382,4 y = 16017,6
3100 1600
x = 4 y = 10
A fórmula molecular do óxido de fósforoé P4O10.
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