Question

PROBLEMA 1.- El p-cresol es un compuesto de masa molecular relativa Mr = 108,1 que se utiliza como
desinfectante y en la fabricación de herbicidas. El p-cresol solo contiene C, H y O, y la combustión de
una muestra de 0,3643 g de este compuesto produjo 1,0390 g de CO2 y 0,2426 g de H2O.

a) Calcula su composición centesimal en masa.
b) Determina su fórmula empírica y molecular.

DATOS: Ar (H) = 1 u; Ar (C) = 12 u; Ar (O) = 16 u.

Prueba de Selectividad, Valencia, Junio 2014, QUIMICA

Answer 1

PROBLEMA 1.- El p-cresol es un compuesto de masa molecular relativa Mr = 108,1 que se utiliza como desinfectante y en la fabricación de herbicidas. 

El p-cresol solo contiene C, H y O, y la combustión de una muestra de 0,3643 g de este compuesto produjo 1,0390 g de CO₂ y 0,2426 g de H₂O.

a)      Calcula su composición centesimal en masa.

En la combustión del p-cresol todo el carbono pasa a CO₂ y todo el hidrógeno a H₂O. Los gramos de carbono e hidrógeno se obtienen multiplicando las masas de CO₂ y H₂O, por las relaciones de equivalencia mol−gramos, número de moles de átomos−mol de moléculas de compuesto y gramos−mol:

$1039gCO_{2}. \frac{1molCO_{2}}{44gCO_{2}}. \frac{1molatomosC}{1molCO_{2}}. \frac{12gC}{1molatomosC}=0,283C$

$0,2426gH_{2}O. \frac{1molH_{2}O}{18gH_{2}O}. \frac{2molesatomosH}{1molH_{2}O}. \frac{1gH}{1molatomosH}=0,027gH$

La diferencia entre la masa de p-cresol empleada y la suma de las masas de carbono e hidrógeno obtenidas, proporciona la masa de oxígeno en la muestra, 0,3643 g – (0,283 + 0,027) g = 0,0543 g. El tanto por ciento de cada elemento en el compuesto es:

$C= \frac{0,283}{0,3643}.100=77,68%$

$H= \frac{0,027}{0,3643}.100=7,41%$

$O= \frac{0,0543}{0,3643}.100=14,91%$

b)      Determina su fórmula empírica y molecular.

Los moles de cada elemento, si son números enteros, son los subíndices de la fórmula del compuesto, y si son decimales se dividen por el menor de ellos para convertirlos en entero:

$C:0,283gC. \frac{1molC}{12gC}=0,0235moles$

$H:0,027gH. \frac{1molH}{1gH}=0,027moles$

$0,0543gO. \frac{1mol}{16g}=0,034moles$

Dividiéndolos por el menor de ellos:

$C: \frac{0,0235}{0,0034}=7$

$H: \frac{0,027}{0,0034}=8$

$O: \frac{0,0034}{0,0034}=1$, siendo la fórmula empírica del compuesto: C7H8O. La fórmula molecular del compuesto orgánico contiene n veces a la fórmula empírica (C₇H₈O)n, y su masa molar es n veces mayor, es decir: M [(C₇H₈O)n] = n · M (C₇H₈O). Como la masa molar de la fórmula empírica es M (C₇H₈O) = 108 g · mol−1 , y la de la fórmula molecular es M (C₇H₈O)n = 108,1 g · mol−1 , se deduce que el valor de n = 1, y que la fórmula empírica coincide con la molecular.

DATOS: 

Ar (H) = 1 u; 

Ar (C) = 12 u; 

Ar (O) = 16 u. 

Prueba de Selectividad, Valencia, Junio 2014, QUIMICA