Calculadora de análise de combustão

Determine a composição elementar, a fórmula empírica e a fórmula molecular a partir dos produtos de combustão medidos.

Medições da combustão
Informe as massas da amostra, do dióxido de carbono e da água. Nitrogênio, dióxido de enxofre e massa molar são opcionais.

Sobre a análise de combustão

A análise de combustão determina a composição elementar de um composto medindo os produtos formados na combustão completa. O carbono da amostra original vira dióxido de carbono, e o hidrogênio vira água. Se gás nitrogênio ou dióxido de enxofre forem coletados, esses produtos também permitem quantificar nitrogênio e enxofre. O oxigênio do composto original costuma ser obtido subtraindo as massas dos elementos medidos da massa inicial da amostra. O cálculo começa convertendo a massa de cada produto em mols. Cada mol de dióxido de carbono contém um mol de átomos de carbono, enquanto cada mol de água contém dois mols de átomos de hidrogênio. Cada mol de gás nitrogênio contém dois mols de átomos de nitrogênio, e cada mol de dióxido de enxofre contém um mol de átomos de enxofre. Multiplicar essas quantidades pelas massas molares atômicas fornece as massas dos elementos usadas para calcular o oxigênio por diferença. Uma fórmula empírica expressa a menor proporção inteira de átomos. As quantidades em mol de cada elemento são divididas pela menor quantidade positiva. Proporções próximas de inteiros podem ser arredondadas diretamente, enquanto valores como 1.5 ou 1.333 exigem multiplicar todos os valores por um pequeno fator comum. O ruído experimental faz com que as proporções raramente sejam exatas; por isso, a calculadora busca pequenos multiplicadores que produzam uma relação próxima de inteiros. Medições ruins ou amostras impuras ainda podem gerar proporções enganosas. Uma fórmula molecular é um múltiplo inteiro da fórmula empírica. Quando a massa molar é informada, a calculadora a divide pela massa molar da fórmula empírica e arredonda para o inteiro positivo mais próximo. Para a glicose, a combustão estabelece CH2O como fórmula empírica. Sua massa molar empírica é cerca de 30.026 gramas por mol, e uma massa molar medida próxima de 180.156 fornece um fator de seis, produzindo C6H12O6. Combustão completa, coleta quantitativa dos produtos e uma amostra pura são premissas essenciais. Monóxido de carbono, fuligem, umidade retida, vazamentos ou heteroátomos não medidos distorcem o resultado. O oxigênio por diferença acumula todos os erros de massa e é especialmente sensível quando representa uma pequena fração da amostra. Os campos opcionais de nitrogênio e enxofre devem permanecer em zero, a menos que esses produtos tenham sido realmente medidos por um método compatível. Use esta calculadora para organizar a estequiometria e conferir o trabalho de laboratório; depois, informe as fórmulas com a precisão justificada pelos dados experimentais.

Exemplos de análise de combustão

Massas idealizadas de produtos ilustram a determinação das fórmulas empírica e molecular.

Massas medidasFórmulaInterpretação
0.180156 g de amostra; 0.264057 g CO2; 0.108090 g H2O; massa molar 180.156CH2O; molecular C6H12O6Carbono, hidrogênio e oxigênio ocorrem na proporção molar de um para dois para um.
0.160430 g de amostra; 0.440095 g CO2; 0.360300 g H2OCH4As quantidades de produtos correspondem a um carbono para cada quatro hidrogênios.
0.600520 g de amostra; 0.880190 g CO2; 0.360300 g H2OCH2ODobrar todas as quantidades de produtos e da amostra mantém a proporção empírica.

Como analisar dados de combustão

  1. Informe a massa original da amostra e as massas de dióxido de carbono e água coletadas.
  2. Adicione a massa de gás nitrogênio ou dióxido de enxofre apenas se esses produtos foram medidos.
  3. Opcionalmente, informe a massa molar medida de forma independente para obter uma fórmula molecular.
  4. Selecione Analisar combustão e revise a proporção da fórmula e a composição em massa.

Perguntas frequentes sobre análise de combustão

Como o carbono é calculado a partir do dióxido de carbono?

Os mols de carbono são iguais aos de dióxido de carbono, pois cada molécula contém um átomo de carbono. Multiplicar os mols de carbono por sua massa molar atômica fornece a massa de carbono.

Por que os mols de hidrogênio são o dobro dos mols de água?

Cada molécula de água contém dois átomos de hidrogênio. Portanto, a quantidade de água medida deve ser multiplicada por dois antes de formar a proporção molar dos elementos.

Como o oxigênio da amostra é determinado?

A calculadora subtrai as massas calculadas de carbono, hidrogênio, nitrogênio e enxofre da massa total da amostra. A massa restante é atribuída ao oxigênio, então elementos não medidos invalidariam essa suposição.

Qual é a diferença entre fórmula empírica e molecular?

A fórmula empírica é a proporção inteira mais simples entre os átomos. A fórmula molecular indica as quantidades reais de átomos e é um múltiplo inteiro determinado com a massa molar.

Por que minhas proporções não são inteiros exatos?

As massas medidas têm incerteza, e a combustão ou a coleta podem ser incompletas. Pequenos desvios são esperados, mas desvios grandes exigem revisar o procedimento e a composição da amostra.