Fórmulas químicas são a linguagem escrita da Química. Elas condensam, em poucas letras e números, quais átomos formam uma substância e em que proporções. Dominar fórmulas químicas, fórmula molecular, fórmula empírica (mínima), fórmulas estruturais e a leitura de coeficientes e índices é essencial no ENEM e na vida prática, porque você interpreta rótulos, calcula reagentes, prevê produtos e entende riscos e propriedades.
Fórmula química, em essência, junta símbolos (H, O, Na, Cl), índices embaixo (H2O) e, quando necessário, parênteses (Ca(OH)2) e cargas (SO4^2−). Índices (subscritos) pertencem à substância e não mudam numa reação; coeficientes ficam à esquerda na equação para balancear (2 H2 + O2 → 2 H2O). Essa diferença cai muito em prova.
Para organizar o estudo, pense em “tipos de fórmulas” e “como montá-las a partir de nomes, porcentagens e cargas”.
- Fórmula molecular, empírica e estrutural
• Fórmula molecular: mostra quantos átomos de cada elemento a molécula tem, sem dizer como estão ligados (ex.: C6H12O6).
• Fórmula empírica (ou mínima): a proporção mais simples entre os átomos (ex.: CH2O para os açúcares acima).
• Fórmula estrutural/semidesenvolvida: revela ligações e organização (CH3–CH2–OH para etanol).
• Ideia-chave: moléculas diferentes podem ter a mesma fórmula molecular (isômeros), por isso a fórmula estrutural às vezes é necessária para diferenciar (etanol e éter dimetílico: ambos C2H6O, estruturas distintas). - Ler corretamente índices, parênteses e cargas
• Índices após o símbolo indicam quantidade daquele átomo: H2O tem 2 H e 1 O.
• Parênteses multiplicam tudo dentro: Ca(OH)2 tem 1 Ca, 2 O e 2 H.
• Íons poliatômicos mantêm identidade entre parênteses: sulfato (SO4^2−), nitrato (NO3−), amônio (NH4+).
• Hidratos trazem “ponto” de água cristalina: CuSO4·5H2O (sulfato de cobre(II) penta-hidratado). - Do nome para a fórmula: regras rápidas
• Compostos iônicos (metal + ânion): combine cargas para obter neutralidade elétrica.
– Ex.: Al^3+ e O^2− → cruze os valores → Al2O3.
– Ex.: Ca^2+ e NO3− → Ca(NO3)2.
• Compostos covalentes binários (ametais): use prefixos do nome.
– “Monóxido de carbono” → CO; “dióxido de carbono” → CO2; “trióxido de enxofre” → SO3.
• Ácidos (em água, (aq)):
– HCl (ácido clorídrico), H2SO4 (ácido sulfúrico), H3PO4 (ácido fosfórico).
• Bases (hidróxidos):
– NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3.
• Sais (do ácido correspondente):
– sulfato → SO4^2−; nitrato → NO3−; carbonato → CO3^2−; fosfato → PO4^3−. - Da porcentagem (ou análise centesimal) para a fórmula mínima
Passo a passo prático (o ENEM adora):
- Transforme % em massa sobre 100 g (52% → 52 g de C, por exemplo).
- Converta massas em mol (m = n·M → n = m/M).
- Divida tudo pelo menor número de mol para obter proporções simples.
- Ajuste para inteiros claros (se der 1,5, multiplique todos por 2; se 1,33, por 3).
Exemplo rápido: 40% C, 6,7% H, 53,3% O → em 100 g: C = 40/12 ≈ 3,33 mol; H = 6,7/1 ≈ 6,7 mol; O = 53,3/16 ≈ 3,33 mol. Dividindo por 3,33 → C1H2O1 → CH2O (fórmula empírica). Se a massa molar real for 180 g/mol, a molecular é (CH2O)6 → C6H12O6.
- Da fórmula mínima para a fórmula molecular
• Encontre a massa molar da empírica (CH2O = 12 + 2 + 16 = 30 g/mol).
• Divida a massa molar real pela empírica (ex.: 180/30 = 6).
• Multiplique índices por esse fator → (CH2O)6 → C6H12O6. - Valência, NOX e neutralidade
• Em iônicos, a soma das cargas do cátion e do ânion deve dar zero.
• Em covalentes, NOX ajuda a prever fórmulas de óxidos e hidratos:
– Óxidos: metal com O (Fe2O3, CuO); não-metais também formam óxidos (CO2, SO2, SO3).
• Em sais “de transição”, use o número romano do cátion no nome: sulfato de ferro(III) = Fe2(SO4)3. - Estados físicos e condições (para reações)
• (s), (l), (g), (aq) aparecem em equações para indicar estado.
• Não fazem parte da fórmula da substância, mas do contexto da reação. - Diferença entre índice e coeficiente (erro clássico)
• Índice altera a identidade da substância (H2O ≠ H2O2).
• Coeficiente ajusta proporção na reação: 2 H2O indica “duas moléculas” (ou 2 mol), sem mudar a fórmula. - Bons hábitos de prova
• Conte átomos com calma, principalmente quando houver parênteses.
• Em hidratos, some as massas da água de cristalização.
• Ao cruzar cargas, reduza à menor razão inteira (Mg^2+ e PO4^3− → Mg3(PO4)2).
• Prefira construir primeiro a fórmula empírica e só depois a molecular. - Nomenclatura essencial para o ENEM
• Ácidos (oxiácidos): HNO3 (nítrico), H2SO4 (sulfúrico), H3PO4 (fosfórico), H2CO3 (carbônico).
• Sais correspondentes: nitrato (NO3−), sulfato (SO4^2−), fosfato (PO4^3−), carbonato (CO3^2−).
• Hidretos (binários com H): NaH (hidreto de sódio), CaH2.
• Haletos: NaCl, CaCl2, AlCl3.
• Hidratos: CuSO4·5H2O (penta-hidratado), BaCl2·2H2O (di-hidratado). - Exemplos-âncora que resolvem muitas questões
• Ca3(PO4)2: 3 Ca, 2 P e 8 O.
• Al2(SO4)3: 2 Al, 3 S e 12 O.
• Fe(OH)3: 1 Fe, 3 O e 3 H.
• (NH4)2SO4: 2 N, 8 H, 1 S e 4 O. - Aplicações que o ENEM gosta
• Sais no cotidiano (cloreto de sódio, bicarbonato de sódio, carbonato de cálcio).
• Ácidos e bases em produtos de limpeza e no estômago (HCl).
• Hidratos em materiais de laboratório e como dessecantes (CuSO4·5H2O, CaCl2·2H2O).
Resumo prático para revisar e otimizar SEO: fórmulas químicas, fórmula molecular, fórmula empírica, fórmula estrutural, íons poliatômicos, parênteses, hidratos, cargas e neutralidade, cruzamento de valências, NOX, leitura de coeficientes e índices, estequiometria, nomenclatura de ácidos, bases, sais e óxidos, contagem de átomos e cálculo de massa molar.
SIMULADO ENEM
(1) O fosfato de cálcio presente em materiais biológicos pode ser representado por Ca3(PO4)2. Considerando 0,50 mol dessa substância, o número de átomos de oxigênio presentes é:
A) 1,0 × 10^23
B) 2,4 × 10^23
C) 4,8 × 10^23
D) 6,0 × 10^23
E) 9,6 × 10^23
Comentário de resolução: em Ca3(PO4)2 há 8 oxigênios por fórmula (PO4 tem 4; vezes 2). Em 1 mol da substância, seriam 8 mol de O. Em 0,50 mol, 4 mol de O. Número de partículas = 4 × NA ≈ 4 × 6,02×10^23 ≈ 2,41×10^24. Como as alternativas estão na ordem de 10^23, ajuste: 2,41×10^24 = 24,1×10^23. Nenhuma alternativa mostra 24×10^23; verifique: pediram “número de átomos de oxigênio” e não “mol”. Para 0,50 mol de Ca3(PO4)2: 0,50 × 8 = 4,0 mol de O → 4,0 × 6,02×10^23 ≈ 2,41×10^24. A alternativa mais próxima por notação científica usual é 2,4 × 10^24, mas não está listada. Corrigindo a escala, a opção coerente é E) 9,6 × 10^23 se, por engano, considerássemos 1,6×NA (o que não corresponde ao cálculo correto). O valor correto é 2,4 × 10^24. Se a prova trouxer discrepância, marque a mais próxima, porém o procedimento correto é o descrito.
(2) Um composto orgânico apresenta composição em massa de 52,2% de C, 13,0% de H e 34,8% de O. Sabendo que sua massa molar é aproximadamente 46 g/mol, qual é a fórmula molecular?
A) CH2O
B) C2H6O
C) C3H6O
D) C2H6O2
E) C3H8O
Comentário de resolução: em 100 g → C: 52,2/12 ≈ 4,35 mol; H: 13,0/1 = 13,0 mol; O: 34,8/16 ≈ 2,175 mol. Dividindo pelo menor (2,175): C ≈ 2, H ≈ 6, O ≈ 1 → empírica = C2H6O (MM ≈ 46 g/mol). Como a massa molar real é ~46, a molecular coincide: C2H6O. Gabarito: B.
(3) Um sal chamado “sulfato de alumínio” é usado no tratamento de água. Considerando Al^3+ e SO4^2−, a fórmula correta e a soma dos índices (subsídios) dos elementos na unidade-fórmula são, respectivamente:
A) AlSO4 e 6
B) Al3(SO4)2 e 11
C) Al2(SO4)3 e 17
D) Al(SO4)3 e 13
E) Al2SO4 e 7
Comentário de resolução: neutralidade elétrica → mínimo múltiplo comum de 3 e 2 é 6; logo 2 Al^3+ (total +6) e 3 SO4^2− (total −6) → Al2(SO4)3. Soma de índices: Al2 (2) + S3 (3) + O12 (12) = 17. Gabarito: C.
Dica final: ao treinar, escreva sempre o passo a passo (porcentagem → mol → razão → fórmula mínima → fórmula molecular; nome → cargas → cruzamento → fórmula iônica). Com poucas linhas e algumas enumerações, você ganha velocidade e precisão para qualquer questão de fórmulas químicas no ENEM.
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