102,0g de um ácido monocarboxílico R-COOH (onde R é uma cadeia acíclica, normal saturada e homogênea) sofrem neutralização total, reagindo com 40,0g de hidróxido de sódio. Determine a fórmula estrutural condensada do ácido? Justifique utilizando cálculos. Dados: Massas atômicas C = 12 u H = 1 u O = 16 u Na =23u
Soluções para a tarefa
Resposta:
A resposta é a estrutura do ácido pentanóico.
Explicação:
Vamos começar calculando a massa molar do hidróxido de sódio.
A fórmula do hidróxido de sódio é NaOH.
Temos então:
1 Na = 1 * 23u
1 O = 1 * 16u
1 H = 1 * 1u
23+16+1 = 40 u
Sabemos então que a massa molar de NaOH é 40g/mol.
A reação dada utiliza justamente 40g de hidróxido de sódio, o que nos dá que a reação consumiu 1 mol de NaOH.
Se a reação consome 1 mol de NaOH, a reação também deve consumir 1 mol do ácido que nós queremos achar. (Isso é verdade porque o ácido em questão é monocarboxílico, então a relação entre a base o ácido é 1:1).
Então já sabemos que a reação consumiu 1 mol de ácido e nós sabemos também que a reação consumiu 102,0g de ácido, então a massa molar do ácido deve ser igual a 102,0g/mol.
Agora já sabemos que o ácido em questão tem massa molar de 102g, mas queremos descobrir sua cadeia. Para isso, vamos descontar da massa a parte da estrutura molecular que contêm o ácido (COOH).
Calculando a massa de COOH temos:
1 C = 12
2 O = 2*16 = 32
1 H = 1
12 + 32 + 1 = 45
Agora vamos tirar essa parte da massa do ácido: 102 - 45 = 57g
Então sabemos que R tem massa de 57g.
Sabemos que a estrutura R é uma cadeia acíclica, normal saturada e homogênea, o que significa que não há nenhum outro átomo além de Carbono e Hidrogênio em sua estrutura.
Se imaginássemos uma cadeia se extendo a partir de R, o carbono que viria em seguida deve ser uma carbono CH2. Isso porque os carbonos no meio de uma estrutura insaturada todos tem a forma de CH2. Já o carbono terminal deverá ter estrutura CH3.
Vamos descontar a massa do carbono terminal.
1 C = 12
3 H = 3
12 + 3 = 15
Tirando a massa do carbono terminal de R: 57 - 15 = 42.
A gente agora sabe que a cadeia R sem o carbono terminal tem massa de 45g, com isso a gente pode calcular o número de carbonos no meio da cadeia, é só saber a massa que CH2 tem. (Lembrando que todos os carbonos do meio da cadeia são CH2):
CH2 = 14g
42/14 = 3.
Agora temos tudo para montar a molécula, tendo em mente que o meio da cadeia tem 3 carbonos:
CH3CH2CH2CH2COOH
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