Repaso: Fórmulas mínima y molecular de un ácido orgánico a partir de su neutralización (6689)

, por F_y_Q

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Un ácido orgánico está compuesto por 54.55\% de C; 36.365\% de O, y el resto de H. Para neutralizar completamente 0.264 g del mismo, se requieren 0.12 g de \ce{NaOH}. Determina sus fórmulas mínima y molecular, sabiendo que su masa molecular es 88\ \textstyle{g\over mol} .

P.-S.

A partir de la composición centesimal, y si tomas como base 100 g del compuesto, puedes conocer la masa de C, O y H que contiene el compuesto. Si conviertes esas masas a mol:

\frac{54.55\ \cancel{g}\ C}{12\ \frac{\cancel{g}}{mol}} = 4.55\ mol\ C

\frac{36.365\ \cancel{g}\ O}{16\ \frac{\cancel{g}}{mol}} = 2.27\ mol O

\frac{9.085\ \cancel{g}\ H}{1\ \frac{\cancel{g}}{mol}} = 9.085\ mol\ H

Debes tomar como referencia el menor de los valores calculados y ver qué proporción hay entre los otros. Dicho de otro modo, divides las tres cantidades entre el valor más bajo:

\frac{4.55\ \cancel{mol}\ C}{2.27\ \cancel{mol}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 2\ C}

\frac{2.27\ \cancel{mol}\ O}{2.27\ \cancel{mol}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 1\ O}

\frac{9.085\ \cancel{mol}\ H}{2.27\ \cancel{mol}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 4\ H

La proporción entre los átomos que forman el compuesto, que es lo que llamamos fórmula mínima o fórmula empírica, es \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf \ce{C2H4O}}}.

El dato de la masa de \ce{NaOH} que usas para neutralizar el ácido sirve para saber cuántos grupos funcionales carboxilo tiene el ácido. Primero calculas los moles de base:

0.12\ g\ \ce{NaOH}\cdot \frac{1\ mol}{40\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{3\cdot 10^{-3}}}

Ahora haces lo mismo con los moles de ácido a partir de su masa molecular:

0.264\ g\cdot \frac{1\ mol}{88\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{3\cdot 10^{-3}}}

Por lo tanto, el ácido es monoprótico y solo tiene un grupo funcional carboxilo.

Ahora debes calcular las veces que se repite la fórmula mínima. La masa de esta fórmula es:

\ce{C2H4O}: 2\cdot 12 + 4\cdot 1 + 1\cdot 16 = \color[RGB]{2,112,20}{\bm{44\ \textstyle{g\over mol}}}

Parece claro que la fórmula molecular sera el doble que la fórmula mínima, por lo que será: \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf \ce{C4H8O2}}} .