Masa y fórmula molecular de un hidrocarburo gaseoso (8534)

, por F_y_Q

|

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 = \frac11.1\ g\cdot 0.082\ \frac\cancel\textatm\cdot \cancelL\cancelK\cdot \textmol\cdot 300\ \cancelK1.3\ \cancel\textatm\cdot 5\ \cancelL = \fbox\color[RGB]192,0,0\bm42\ \textbfg\cdot \textbfmol^-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:

$100\ g\ \textcompuesto\ \to\ \left \color[RGB]0,112,192\bf C = 85.7\ g \atop \color[RGB]0,112,192\bf H = 14.3\ g \right$

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

$\left C = \frac85.7\ \cancelg12\ \cancelg\cdot mol^-1 = \color[RGB]0,112,192\bf 7.14\ mol \atop H = \frac14.3\ \cancelg1\ \cancelg\cdot mol^-1 = \color[RGB]0,112,192\bf 14.3\ mol \right$

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\ceCH2

$$
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 = \frac42(12 + 2) = \color[RGB]0,112,192\bf 3\ \to\ \fbox\color[RGB]192,0,0\textbf\ceC3H6

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