Masa y fórmula molecular de un hidrocarburo gaseoso (8534)

, por F_y_Q

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En un recipiente de 5 L se introducen 11.1 g de un hidrocarburo gaseoso, que contiene un 85.7\ \% de carbono, a una presión de 1.3 atm y a una temperatura de 27\ ^oC.

a) Calcula la masa molecular del compuesto.

b) Determina la fórmula empírica, la fórmula molecular y nómbralo.

P.-S.

a) A partir de la ecuación de los gases ideales, y de la ecuación que relaciona los moles con la masa y la masa molecular, puedes obtener una ecuación que te permite el cálculo de la masa molecular del gas:

\left PV = nRT \atop n = \frac{m}{M} \right \}\ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bm{M = \frac{mRT}{PV}}}

Tienes todos los datos necesarios para hacer el cálculo, pero debes expresar la temperatura en escala absoluta:

M = \frac{11.1\ g\cdot 0.082\ \frac{\cancel{\text{atm}}\cdot \cancel{L}}{\cancel{K}\cdot \text{mol}}\cdot 300\ \cancel{K}}{1.3\ \cancel{\text{atm}}\cdot 5\ \cancel{L}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{42\ \textbf{g}\cdot \textbf{mol}^{-1}}}}


b) La fórmula empírica la puedes obtener a partir de la composición centesimal del compuesto. Como solo está formado por C e H, por cada 100 g de compuesto que consideres habrá:

100\ g\ \text{compuesto}\ \to\ \left {\color[RGB]{0,112,192}{\bf C = 85.7\ g}} \atop {\color[RGB]{0,112,192}{\bf H = 14.3\ g}} \right

Divides por la masa atómica de cada uno de ellos y obtienes:

\left C = \frac{85.7\ \cancel{g}}{12\ \cancel{g}\cdot mol^{-1}} = {\color[RGB]{0,112,192}{\bf 7.14\ mol}} \atop H = \frac{14.3\ \cancel{g}}{1\ \cancel{g}\cdot mol^{-1}} = {\color[RGB]{0,112,192}{\bf 14.3\ mol}} \right

Divides ambos valores por el más pequeño de los dos y obtienes la relación entre los átomos de C y los átomos de H en el compuesto, es decir, la fórmula empírica:

\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{CH2}}}}


La fórmula molecular será las veces que se repite esa proporción en el compuesto hasta alcanzar el valor de la masa molecular que has calculado en el apartado anterior:

\ce{(CH2)_n} = 42\ \to\ n = \frac{42}{(12 + 2)} = {\color[RGB]{0,112,192}{\bf 3}}\ \to\ {\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{C3H6}}}}}


La fórmula molecular sigue la fórmula general de los alquenos o los cicloalcanos. Podría tratarse de dos compuestos distintos: propeno o ciclopropano.