No Capítulo 2, introduzimos o conceito de composto químico como uma substância resultante da combinação de dois ou mais átomos, de tal forma que os átomos estão ligados entre si numa relação constante. Representamos essa razão usando os símbolos dos átomos na molécula, com subscritos para indicar as proporções fixas dos vários átomos. O resultado é uma fórmula molecular, e no Capítulo 3, utilizámos fórmulas moleculares para conceber nomes químicos tanto para os compostos moleculares como para os iónicos. Como vimos neste capítulo, as fórmulas moleculares podem ser usadas para calcular directamente a massa molar de um composto.
Muitos dos métodos, contudo, que os químicos usam em laboratório para determinar a composição dos compostos não dão directamente a fórmula molecular do composto, mas, em vez disso, produzem simplesmente a mais baixa razão de número inteiro dos elementos do composto. Uma fórmula como esta é chamada de fórmula empírica. Por exemplo, a fórmula molecular da glucose é C6H12O6, mas a razão mais simples de número inteiro dos elementos na glucose é CH2O; se multiplicar cada elemento em (CH2O) por seis, obtém-se a fórmula molecular da glucose. Uma fórmula empírica não pode ser convertida numa fórmula molecular, a menos que se conheça a massa molar do composto. Por exemplo, a fórmula empírica para o ácido acético (o componente ácido em vinagre) é idêntica à da glicose (CH2O). Se analisou estes dois compostos e determinou apenas uma fórmula empírica, não conseguiu identificar que composto tinha.
Conversão de uma fórmula empírica numa fórmula molecular requer que se conheça a massa molar do composto em questão. Sabendo isto, é possível calcular uma fórmula molecular com base no facto de que uma fórmula empírica pode sempre ser multiplicada por um número inteiro de forma a produzir uma fórmula molecular. Assim, algum valor de n, multiplicando cada elemento em CH2O, produzirá a fórmula molecular do ácido acético. O valor de n pode ser determinado da seguinte forma:
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Para o ácido acético, a massa molar é 60,05 g/mol, e a massa molar da fórmula empírica CH2O é 30,02 g/mol. O valor do inteiro n para o ácido acético é portanto,
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E a fórmula molecular é C2H4O2.
Nota que n deve ser um inteiro e que o seu cálculo deve sempre produzir um número inteiro (ou muito próximo de um).
Exercício \(\PageIndex{1})
- É determinado que um composto tem uma massa molar de 58,12 g/mol e uma fórmula empírica de C2H5; determinar a fórmula molecular para este composto.
- Benzeno é um intermediário na produção de muitos produtos químicos importantes utilizados no fabrico de plásticos, drogas, corantes, detergentes e insecticidas. O benzeno tem uma fórmula empírica de CH. Tem uma massa molar de 78,11 g/mol. Qual é a fórmula molecular?
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