Fórmula molecular y gases ideales

35,2g de un hidrocarburo ocupan, en estado gaseoso un volumen de 13,2 L a presión de 1 atm y temperatura de 50ºC. Sabiendo que el 85,5% es C, calcula su fórmula molecular. ¿Qué volumen ocupará si la temperatura disminuye 20º?
Dato: R=0,082atm.L/K.mol

Solución

Si se trata de un hidrocarburo, sabemos que estará constituido por C y H
Si el 85,5% es C → H = 100 – 85,5 = 14,5%
Para obtener la fórmula molecular de un compuesto necesito la fórmula empírica y el peso molecular.
Para obtener la fórmula molecular necesito los porcentajes de los elementos que componen el compuesto

elemento porcentaje/PA dividimos entre el más pequeño
C 85,5/12=7,12 7,12/7,12=1
H 14,5/1=14,5 14,5/7,12=2

La fórmula empírica será: CH2

Necesito el peso molecular. Para ello utilizo la ecuación de los gases ideales: P.V = n.R.T
Como n=m/PM → p.V = (m.R.T)/PM → PM = (mRT)/pV = (35,2.0,082.323) / (1.13,2) = 70,63g/mol
La fórmula molecular será un factor de la fórmula empírica: CnH2n
12.n + 1.2n = 70,63 → n=5

Fórmula molecular: C5H10

b) Para calcular el volumen a la temperatura de 30ºC = 303K utilizo la ecuación de los gases ideales: pV=nRT
n=m/PM=0,50
V=nRT/p → V=0,50.0,082.303/1 = 12,4L

V=12,4L

Fórmula molecular y fórmula empírica

Una muestra de 2,028g de azúcar ( que contiene carbono, oxígeno e hidrógeno ) se quema y producen 2,974g de dióxido de carbono gas y 1,217g de hidrógeno gas. Sabiendo que su peso molecular es 180g, calcula su fórmula molecular.
Datos: C=12; H=1; O=16

Solución

Azúcar es un compuesto orgánico. Quemar significa hacer reaccionar con oxígeno.
Cuando se quema cualquier compuesto orgánico siempre se obtiene dióxido de carbono y agua.
La fórmula molecular del compuesto será: CxHyOz
Al reaccionar con oxígeno: CxHyOz + O2 → CO2 + >H2O

Todo el C que hay en el azúcar tiene que haber pasado al CO2
Todo el H que hay en el azúcar tiene que haber pasado al H2O

El PM del CO2 es 44g.
Si en 44g de CO2 hay 12g de C
en 2,974g habrá 0,811g de C, que son los que proceden del ázucar

El PM del H2O es 18g
Si en 18g de H2O hay 2g de H
en 1,217g habrá 0,135g de H

Como tengo 2,028g de ázucar, la diferencia entre el total y lo que tengo de C y de H, será de O: O=2,028-0,811-0,135=1,082g
Para obtener la fórmula empírica:

elemento masa del elemento/PA dividimos entre el menor
C 0,811/12=6,76.10-2 6,76.10-2/6,76.10-2=1
H 0,135/1=0,135 0,135/6,76.10-2=2
O 1,082/16=6,76.10-2 6,76.10-2/6,76.10-2=1

La fórmula empírica será: CH2O
La fórmula molecular será: CnH2nOn
Como tenemos el PM=180g → 12n + 2n + 16n = 180 → 30n = 180 → n=6

Fórmula molecular: C6H12O6

Fórmula molecular

Calcula la fórmula molecular de un compuesto sabiendo que 1L de su gas a 25ºC y 750mmHg tiene una masa de 3,88g y su composición centesimal es: 24,74% de C, 2,06% de H y 73,20% de Cl. Nombra el compuesto. ¿Puede tener isómeros? Determina de qué tipo y escribe alguno de ellos.

Solución

Para obtener la fórmula molecular de un compuesto, necesitamos su fórmula empírica y su peso molecular.
Para obtener la fórmula empírica, necesitamos los porcentajes de los elementos que componen el compuesto.

elemento porcentaje dividimos por PA dividimos entre el más pequeño
C 24,74% 24,74/12=2,06 2,06/2,06=1
H 2,06% 2,06/1=2,06 2,06/2,06=1
Cl 73,20% 73,20/35,5=2,06 2,06/2,06=1

La fórmula empírica será: CHCl
La fórmula molecular es siempre un factor de la fórmula empírica: CnHnCln

Necesitamos el PM. Utilizaremos la ecuación de los gases ideales: P.V = n.R.T
P=750mmHg=750/760=0,987atm
T=25ºC=298K
V=1L
n=m/PM=3,88/PM
p.V=n.R.T → 0,987. 1 = (3,88/PM)0,082.298 → PM=3,88.0,082.298/0,987.1 → PM=96,06g

96,06=12.n+1.n+35,5.n=48,5n → n=96,06/48,5=2

Fórmula molecular: C2H2Cl2