Determinación de la fórmula empírica y molecular de la hexametilendiamina (2554)

, por F_y_Q

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La hexametilendiamina (M = 116.2) es un compuesto que contiene solo 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. Determina las fórmulas empírica y molecular de la hexametilendiamina.

P.-S.

Tras la combustión, todo el carbono del compuesto orgánico de partida se transforma en $$$ \text{CO}_2$$$ y todo el hidrógeno en $$$ \text{H}_2\text{O}$$$ tras la combustión.

En primer lugar, calculas los moles de hexametilendiamina que quemas:

$$$ \require{cancel} 6.315\ \cancel{\text{g}}\ \text{C}_x\text{H}_y\text{N}_z\cdot \dfrac{1\ \text{mol}}{116.2\ \cancel{\text{g}}} = \color{royalblue}{\bf 0.054\ mol\ C_xH_yN_z}$$$

A partir de la masa de dióxido de carbono, obtienes los moles que se producen tras la combustión:

$$$ \require{cancel} 14.36\ \cancel{\text{g}}\ \text{CO}_2\cdot \dfrac{1\ \text{mol}}{44\ \cancel{\text{g}}} = \color{royalblue}{\bf 0.326\ mol\ CO_2}$$$

Esto quiere decir que los moles del compuesto orgánico deben ser iguales que los moles de carbono, puesto que el $$$ \text{CO}_2$$$ solo tiene un átomo de carbono en su composición:

$$$ 0.054\text{x} = 0.326\ \to\ \text{x} = \dfrac{0.326}{0.054} = \color{royalblue}{\bf 6}$$$

Haces 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:

$$$ \require{cancel} 7.832\ \cancel{\text{g}}\ \text{H}_2\text{O}\cdot \frac{1\ \text{mol}}{18\ \cancel{\text{g}}} = \color{royalblue}{\bf 0.435\ mol\ H_2O}$$$

$$$ 0.054\text{y} = 0.435\cdot 2\ \to\ \text{y} = \dfrac{0.87}{0.054} = \color{royalblue}{\bf 16}$$$

Para determinar el valor de «z» en la fórmula molecular, tomas en cuenta la masa molecular de la sustancia y las masas atómicas del C, H y N:

$$$ 12\cdot 6 + 16\cdot 1 + 14\text{z} = 116.2\ \to\ \color{royalblue}{\bf z = 2}$$$

La fórmula molecular de la hexametilendiamina es:

$$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf C_6H_{16}N_2}}$$$


La fórmula empírica, o fórmula mínima hace referencia a la mínima proporción entre los elementos. Si divides por dos los subíndices de la fórmula molecular obtienes:

$$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf C_3H_8N}}$$$