3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS RESUELTOS 29
(1)
Esqueleto
(C, O, N)
(2)
Número de masa del
esqueleto
Tabla 3-3
(3)
44 menos el número
de masa del esqueleto
C 12 32 4
C 2 24 20 6
C 3 36 8 8 C 3 H 8 44.063
CO 28 16 4
CO 2 44 0 4 CO 2 43.990
C 2 O 40 4 6 C 2 OH 4 44.026
CN 26 18 5
CN 2 40 4 6 CN 2 H 4 44.037
C 2 N 38 6 7 C 2 NH 6 44.050
CON 42 2 5 CONH 2 44.014
(4)
n(H, máx.)
(5)
Fórmula
molecular
(6)
Masa molar
nuclídica
CÁLCULO DE FÓRMULAS
PROBLEMAS RESUELTOS
3.1. Deduzca la fórmula empírica de un hidrocarburo que al analizarlo resultó con la siguiente composición porcentual:
C = 85.63% y H = 14.37%.
La tabla, basada en 100 g del compuesto, es la siguiente:
E m(E) A r (E) n(E) m(E)
A r (E)
n(E)
7.129 mol
C 85.63 g 12.011 g/mol 7.129 mol 1.000
H 14.37 g 1.008 g/mol 14.26 mol 2.000
donde E = elemento, m(E) = masa del elemento por 100 g del compuesto, A r (E) = masa atómica del elemento, n(E) =
cantidad del elemento por 100 g de compuesto, expresada en moles de átomos.
El procedimiento de dividir n(E) entre n(C) equivale a calcular la cantidad de átomos de cada elemento por cada
átomo de carbono. La relación de átomos de H y átomos de C es 2:1. Eso quiere decir que la fórmula empírica es CH 2 y
que la fórmula molecular será un múltiplo de CH 2 ; esto en caso de que se contara con la información para determinar la
fórmula molecular, información que no se tiene.
La fórmula empírica CH 2 no corresponde a una sustancia estable. Será necesario que se determine la masa molar
para poder establecer la fórmula molecular. Si este hidrocarburo fuera un gas o un líquido que se volatilizara con facilidad,
podría determinarse su masa molar a partir de la densidad del gas, como se describe en el capítulo 5. Suponga que dicha
determinación proporciona como resultado una masa molar aproximada de 55 g/mol. ¿Cuál es la fórmula molecular?
Como la masa de la fórmula empírica, CH 2 , es 14 u, se puede dividir la masa molar indicada para determinar la
cantidad de unidades de fórmula empírica que se necesitan para obtener la masa molar de 55. En el cálculo, FE representa
la fórmula empírica.
55 g
mol
14 g
FE
3.93 FE/mol
El cálculo indica que hay 4 unidades de fórmula empírica por fórmula molecular, que entonces debe ser C 4 H 8 . A manera
de verificación, el buteno es un compuesto con la fórmula C 4 H 8 .