Por combustion de 0,5 g de una sustancia formada por C, H y O se obtuvieron: 0,69g de CO2 y 0,56g de H2O. Hallar la formula minima y molecular.
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Respuesta dada por:
2
En primer lugar vamos a determinar los moles de
y
que suponen los gramos que se han obtenido:
![0,69\ g\ CO_2\cdot \frac{1 mol}{44\ g} = 0,0157\ mol\ CO_2 0,69\ g\ CO_2\cdot \frac{1 mol}{44\ g} = 0,0157\ mol\ CO_2](https://tex.z-dn.net/?f=0%2C69%5C+g%5C+CO_2%5Ccdot+%5Cfrac%7B1+mol%7D%7B44%5C+g%7D+%3D+0%2C0157%5C+mol%5C+CO_2)
![0,56\ g\ H_2O\cdot \frac{1 mol}{18\ g} = 0,0311\ mol\ H_2O 0,56\ g\ H_2O\cdot \frac{1 mol}{18\ g} = 0,0311\ mol\ H_2O](https://tex.z-dn.net/?f=0%2C56%5C+g%5C+H_2O%5Ccdot+%5Cfrac%7B1+mol%7D%7B18%5C+g%7D+%3D+0%2C0311%5C+mol%5C+H_2O)
Esto quiere decir que la sustancia inicial contiene 0,0157 mol de C y 0,0622 mol de H, porque el dióxido de carbono tiene un átomo de carbono en cada molécula mientras que el agua tiene dos átomos de hidrógeno en cada molécula.
Vamos a calcular qué cantidad de esos productos corresponden al C y al H:
![0,0157\ mol\ CO_2\cdot \frac{12\ g\ C}{1\ mol\ CO_2} = 0,1884\ g\ C 0,0157\ mol\ CO_2\cdot \frac{12\ g\ C}{1\ mol\ CO_2} = 0,1884\ g\ C](https://tex.z-dn.net/?f=0%2C0157%5C+mol%5C+CO_2%5Ccdot+%5Cfrac%7B12%5C+g%5C+C%7D%7B1%5C+mol%5C+CO_2%7D+%3D+0%2C1884%5C+g%5C+C)
![0,0622\ mol\ H_2O\cdot \frac{1\ g\ H}{1\ mol\ H_2O} = 0,0622\ g\ H 0,0622\ mol\ H_2O\cdot \frac{1\ g\ H}{1\ mol\ H_2O} = 0,0622\ g\ H](https://tex.z-dn.net/?f=0%2C0622%5C+mol%5C+H_2O%5Ccdot+%5Cfrac%7B1%5C+g%5C+H%7D%7B1%5C+mol%5C+H_2O%7D+%3D+0%2C0622%5C+g%5C+H)
Dado que todo el
de la combustión proviene del carbono de la sustancia y que todo el
proviene del hidrógeno de la sustancia, podremos saber qué cantidad de oxígeno contiene la sustancia que se quema: (0,5 - 0,1884 - 0,0622) g = 0,2494 g O.
Ahora determinamos los moles de O a los que equivalen estos gramos:
![0,2494\ g\ O\cdot \frac{1\ mol}{16\ g} = 0,0156\ mol\ O 0,2494\ g\ O\cdot \frac{1\ mol}{16\ g} = 0,0156\ mol\ O](https://tex.z-dn.net/?f=0%2C2494%5C+g%5C+O%5Ccdot+%5Cfrac%7B1%5C+mol%7D%7B16%5C+g%7D+%3D+0%2C0156%5C+mol%5C+O)
Dividimos los moles de cada uno de los átomos de la sustancia inicial por el valor más pequeño de los tres, para ver en qué proporción se encuentran:
;
; ![\frac{0,0622}{0,0157} = \bf 4 (H) \frac{0,0622}{0,0157} = \bf 4 (H)](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cfrac%7B0%2C0622%7D%7B0%2C0157%7D+%3D+%5Cbf+4+%28H%29)
Por lo tanto, la fórmula empírica (o fórmula mínima) será![\bf CH_4O \bf CH_4O](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cbf+CH_4O)
La masa molecular de esta fórmula empírica es: 1·12 + 4·1 + 1·16 = 32 g/mol. Los moles de sustancia quemados serían:
![0,5\ g\ S\cdot \frac{1\ mol}{32\ g} = 0,0156\ mol\ S 0,5\ g\ S\cdot \frac{1\ mol}{32\ g} = 0,0156\ mol\ S](https://tex.z-dn.net/?f=0%2C5%5C+g%5C+S%5Ccdot+%5Cfrac%7B1%5C+mol%7D%7B32%5C+g%7D+%3D+0%2C0156%5C+mol%5C+S)
Es decir, que coincide con los moles de
y
que se han obtenido en la combustión, por lo que la fórmula molecular coincide con la fórmula empírica y es
.
Esto quiere decir que la sustancia inicial contiene 0,0157 mol de C y 0,0622 mol de H, porque el dióxido de carbono tiene un átomo de carbono en cada molécula mientras que el agua tiene dos átomos de hidrógeno en cada molécula.
Vamos a calcular qué cantidad de esos productos corresponden al C y al H:
Dado que todo el
Ahora determinamos los moles de O a los que equivalen estos gramos:
Dividimos los moles de cada uno de los átomos de la sustancia inicial por el valor más pequeño de los tres, para ver en qué proporción se encuentran:
Por lo tanto, la fórmula empírica (o fórmula mínima) será
La masa molecular de esta fórmula empírica es: 1·12 + 4·1 + 1·16 = 32 g/mol. Los moles de sustancia quemados serían:
Es decir, que coincide con los moles de
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