Question

La
hexametilendiamina (Mr=116,2) es un compuesto que contiene sólo
carbono, hidrógeno y nitrógeno y se usa en la producción de nailon. Cuando se
queman 6,315 g de hexametilendiamina con oxígeno se obtienen 14,36 g de dióxido
de carbono y 7,832 g de agua. Determine las fórmulas mínima y molecular de la
hexametilendiamina.

Answer 1

Todo el carbono del compuesto orgánico de partida se transforma en $CO_2$ y todo el hidrógeno en $H_2O$ tras la combustión.

a) Calculamos los moles de compuesto orgánico que quemamos:

$6,315\ g\ C_xH_yN_z\cdot \frac{1\ mol}{116,2\ g} = 0,054\ mol\ C_xH_yN_z$

b) Determinamos los moles de $CO_2$ que se obtienen:

$14,36\ g\ CO_2\cdot \frac{1\ mol}{44\ g} = 0,326\ mol\ CO_2$

Esto quiere decir que los moles de compuesto orgánico deben ser iguales que los moles de carbono, puesto que el $CO_2$ solo tiene un átomo de carbono en su composición:

$0,054x = 0,326\ \to\ x = \frac{0,326}{0,054} = 6$

c) Ahora hacemos lo mismo para el hidrógeno que contiene el compuesto orgánico, pero teniendo en cuenta que el agua tiene dos átomos de H en su composición:

$7,832\ g\ H_2O\cdot \frac{1\ mol}{18\ g} = 0,435\ mol\ H_2O$

$0,054x = 0,435\cdot 2\ \to\ x = \frac{0,87}{0,054} = 16$

Ahora solo nos queda determinar el valor de "z" y lo hacemos a partir del dato de la masa molecular del compuesto:

$12\cdot 6 + 16\cdot 1 + 14z = 116,2\ \to\ z = 2$

La fórmula molecular de nuestro compuesto orgánico será: $\bf C_6H_{16}N_2$

La fórmula mínima (o empírica) es, por lo tanto, $\bf C_3H_8N$