15 gramos de un compuesto formado por C, H, O y N es analizado por combustión obteniendose 5,35 Litros de CO2 medido 40°C y 1.2 atmósferas 9 gramos de H2O y 23g de NO2 si la masa molecular 60 gramos/mol determine fórmula empírica y molecular
Respuestas
Respuesta:
Explicación:
moles de CO2:
PV = nRT
1.2 · 5.35 = n · 0.082 · 313
n = 0.25 mol CO2
masa de CO2 = 0.25 mol · 44 g/mol = 11 g de CO2
moles de C = moles de CO2 = 0.25 mol de C en el compuesto, porque todo el C del CO2 procede del compuesto.
moles de O en el CO2 = 2 · mol de CO2 = 0.5 mol de O2 en el CO2; este O procede tanto del compuesto como del O2 con el que reaccionó.
moles de H2O:
9 g / 18 g/mol = 0.5 mol H2O
moles de H = 2·moles de H2O = 1 mol de H en el compuesto
moles de O = moles de H2O = 0.5 mol de O en el H2O; este O procede tanto del compuesto como del O2 con el que reaccionó.
moles de NO2:
23 g / 46 g/mol = 0.5 mol NO2
moles de N = moles de NO2 = 0.5 mol de N en el compuesto, porque todo el N del NO2 procede del compuesto.
moles de O = 2 · moles de NO2 = 1 mol de O en el NO2; este O procede tanto del compuesto como del O2 con el que reaccionó.
moles totales del elemento O en los productos = 0.5 + 0.5 + 1 = 2 mol de O en los productos.
Por aplicación de la ley de Lavoisier, como conocemos la masa de los productos formados y la masa de compuesto que reaccionó, podemos averiguar la masa de O2 con que reaccionó el compuesto:
masa de O2 = (11 + 9 + 23) - 15 = 28 g de O2 reaccionaron con el compuesto
moles de O2 con el que reaccionó el compuesto = 28 g / 32 g/mol = 0.875 mol de O2 con el que reaccionó el compuesto
moles de O = 0.875 · 2 = 1.75 mol de O reaccionante.
moles de O en el compuesto = 2 - 1.75 = 0,25 mol de O en el compuesto.
Los subíndices de la fórmula empírica serán cuatro números enteros que estén en la misma proporción que los números de moles de C, H, N y O: 0.25, 1, 0.5 y 0.25. Estos subíndices los encontramos rápidamente multiplicando por 4 estos números de moles: 1, 4, 2 y 1, quedando la fórmula empírica como CH4N2O.
La masa molar de esta fórmula es 12 + 4 + 28 + 16 = 60 g/mol, que coincide con la masa molar del compuesto dada. Por tanto, la fórmula molecular será la misma que la fórmula empírica, CH4N2O.