Problema nº 5 de fórmula mínima en una transformación química - TP09

Enunciado del ejercicio nº 5

Una muestra de 1,367 gramos de un compuesto orgánico se quemó en una corriente de aire y dio 3,002 g de CO₂ y 1,640 g de H₂O. Si el compuesto original contenía C, H y O, ¿cuál es su fórmula mínima?

Según la ley de Lavoisier: "en toda transformación química se conserva la clase y la masa de los elementos que en ella intervienen".

Solución

La masa de los productos de racción es:

3,002 g + 1,640 g = 4,642 g

La diferencia con la masa de la muestra es el oxígeno del aire:

4,642 g - 1,367 g = 3,275 g de O₂ del aire

El carbono y el hidrógeno solo provienen del compuesto original, nos enfocamos en ellos.

Calculamos la masa de C e H en los compuestos finales, hallamos los pesos moleculares.

Los pesos atómicos de los elementos presentes en la muestra son:

mC = 12,01115 g

mH = 1,00797 g

mO = 15,9994 g

Multiplicamos los pesos atómicos de los elementos presentes en el dióxido de carbono por la cantidad de átomos presentes en la sustancia y sumamos:

Cálculo del mol de un compuesto

Luego, repetimos con el agua:

Cálculo del mol de un compuesto

Calculamos el número de átomos gramos de cada elemento por mol que hay en la masa de cada producto de reacción:

Cálculo de la masa de un elemento en un compuesto

x = 0,819302733 g de C

Cálculo de la masa de un elemento en un compuesto

y = 0,183518135 g de H

Hasta aquí tenemos la cantidad de átomos presentes en el componente original.

A la muestra inicial le restamos la masa de carbono e hidrógeno y tendremos la masa de oxígeno presente en ese compuesto:

1,367 g - (x + y) = z g de O

1,367 g - (0,819302733 g + 0,183518135 g) = z g de O

1,367 g - 1,002820868 g = z g de O

z = 0,364179132 g de O

Calculamos el número de átomos gramos de cada componente que hay en la muestra:

Cálculo del número de átomos gramos de un elemento

Cálculo del número de átomos gramos de un elemento

Cálculo del número de átomos gramos de un elemento

Cálculo del número de átomos gramos de un elemento

Cálculo del número de átomos gramos de un elemento

Cálculo del número de átomos gramos de un elemento

El número de átomos gramos de cada elemento debe ser entero, dividimos por el menor valor:

Cálculo del número de átomos gramos de un elemento

Aún no son números enteros, multiplicamos todos por 3:

C = 1·3 = 3

H = 2,669141317·3 = 8,007423952 ≅ 8

O = 0,33369642·3 = 1,001089261 ≅ 1

Respuesta, la fórmula mínima es: C₃H₈O₁

Ejemplos de cómo calcular la fórmula mínima

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