Vamos analisar a questão.
Esta questão aborda conceitos relacionados às grandezas químicas. Para resolvê-la é importante considerar uma reação de combustão, em que a amostra do ácido é queimada na presença de oxigênio (O2), produzindo dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). Sendo assim, analisemos os dados e a resolução da questão.
Dados:
massa da amostra = 20,00 mg;
massa de CO2 produzido = 40,21 mg;
massa de H2O produzida = 16,36 mg.
Resolução:
1) De acordo com o enunciado, ocorre a reação de combustão de uma amostra de um ácido (X) composto por C, H e O, como mostra a reação abaixo:
X + O2 → CO2 + H2O
As massas de CO2 e H2O correspondem à massa total produzida. Como há conservação da massa, é possível saber a massa de O2 utilizada como reagente:
m (O2) = m (CO2) + m (H2O) - m (X)
m (O2) = 40,21 + 16,36 - 20,00 = 36,57 mg
2) A massa atômica do carbono é igual a 12 g/mol e a do oxigênio é igual a 16 g/mol. Sendo assim, em 1 mol de CO2 temos 44 g, em que 32 g são do elemento oxigênio (O). Logo, para saber a quantidade desse elemento na massa de CO2 produzida basta realizar uma regra de três:
44 g de CO2 possui 32 g de O
40,21 mg ------- X
X = 40,21 ∙ 32/44 = 29,24 mg de O
3) Da mesma forma é possível saber a massa de O no composto H2O, sabendo que a massa atômica do hidrogênio é igual a 1 g/mol:
18 g de H2O possui 16 g de O
16,36 mg ------- Y
Y = 16,36 ∙ 16/18 = 14,54 mg de O
4) Com os cálculos acima podemos determinar a massa total de oxigênio no produto da reação:
massa total de O produzida = 29,24 + 14,54 = 43,78 mg de O
Como ocorre conservação da massa, a massa de oxigênio nos reagentes deve ser igual à massa de oxigênio nos produtos. Logo:
massa de O em X = massa total de O produzida - m (O2)
massa de O em X = 43,78 - 36,57 = 7,2 mg
Gabarito do Professor: Letra C.