A Lei das Proporções Constantes criada pelo químico J. L. Proust diz que a proporção em massa das substâncias que participam de uma reação e que são produzidas nesta é constante. Essa lei nos mostra também que os elementos que compõem uma substância pura são sempre os mesmos e eles aparecem numa proporção definida.
Isso significa que cada elemento químico sempre irá constituir com uma porcentagem definida (em massa) uma dada substância.
A fórmula percentual indica exatamente isso, a massa de cada elemento químico presente em 100 partes de massa de uma substância.
Isso quer dizer que se tivermos 100 g de uma substância pura e ela possuir 80 g do elemento carbono e 20 g do elemento hidrogênio, então, podemos concluir que há 80% de carbono e 20% de hidrogênio, sendo a fórmula percentual dessa substância igual a C80%H20%.
É possível determinar essa composição centesimal a partir de qualquer massa da substância. Os valores usados no exemplo anterior eram fáceis, mas quando outros valores mais difíceis forem usados, como uma massa maior da amostra e uma quantidade grande de elementos químicos, podem-se utilizar dois caminhos para se descobrir a fórmula percentual. Um caminho é por regra de três, o outro é usando a seguinte fórmula:
Veja outro exemplo:
“O ácido oxálico (etanodioico) inibe a absorção de cálcio pelo organismo e é encontrado no chocolate. Assim, a criança que toma somente achocolatado (foto) não aproveita o cálcio que o leite oferece e, em longo prazo, pode apresentar deficiênciadesse mineral. A decomposição de 9,0 g de ácido oxálico produziu: 0,2 g de hidrogênio, 2,4 g de carbono e 6,4 g de oxigênio. Determine a fórmula percentual do ácido oxálico.”
Resolução:
Para determinar as porcentagens de cada elemento na amostra, vamos primeiro pelo método que utiliza a fórmula:
Porcentagem de massa do elemento = massa do elemento na amostra . 100%
massa total da amostra
Assim, usa-se essa fórmula para cada elemento:
Porcentagem de massa do carbono = 2,4 g . 100% = 26,67 %
9,0 g
Porcentagem de massa do hidrogênio= 0,2 g . 100% = 2,22%
9,0 g
Porcentagem de massa do oxigênio = 6,4 g . 100% = 71,11%
9,0 g
Assim, a fórmula centesimal pode ser expressa por:C26,67%H2,22%O71,11%
- O outro caminho que poderia ser seguido seria por regra de três, tomando uma amostra de 100 g:
Substância massa de C
9,0 g ---------------- 2,4 g de C
100 g --------------- x
x = 26,67 g de C em 100 g de amostra ou 26,67% de C.
Substância massa de H
9,0 g ---------------- 0,2 g de C
100 g --------------- x
x = 2,22 g de H em 100 g de amostra ou 2,22% de H.
Substância massa de O
9,0 g ---------------- 6,4 g de O
100 g --------------- x
x = 71,11 g de O em 100 g de amostra ou 71,11% de O.
Geralmente, a partir da fórmula percentual, obtêm-se as outras fórmulas químicas, como a fórmula molecular. Entretanto, pode ocorrer de termos a fórmula molecular e, a partir dela, descobrirmos a fórmula percentual.
Por exemplo, o metano, conhecido como gás dos pântanos (foto), é oriundo da decomposição de matéria orgânica e possui fórmula molecular igual a CH4.
Sabendo que a massa atômica do carbono é igual a 12 e que a massa atômica do hidrogênio é igual a 1, temos que a massa molecular da molécula de metano é igual a 16, como mostra os cálculos abaixo:
MM (CH4): C = 1 . 12 = 12
H = 4 . 1 = 4 +
MM (CH4) = 16
Assim, basta realizar a regra de três ou usar a fórmula dada anteriormente:
Porcentagem de C: Porcentagem de H:
16 ---------------- 100% 16 ---------------- 100%
12 g --------------- x 4 g --------------- x
x = 75% de C. x = 25% de H.
Fórmula percentual do metano: C75%H25%.
Aproveite para conferir a nossa videoaula relacionada ao assunto: