PROBLEMA 1.
- El p - cresol es un compuesto de masa molecular
relativa Mr = 108, 1 que se utiliza como desinfectante y en la fabricación de
herbicidas.
El p - cresol solo contiene C, H y O, y la combustión de una muestra
de 0, 3643 g de este compuesto produjo 1, 0390 g de CO₂ y 0, 2426 g de H₂O.
A)
Calcula su composición centesimal en masa.
En la combustión del p - cresol todo el carbono pasa a CO₂ y
todo el hidrógeno a H₂O.
Los gramos de carbono e hidrógeno se obtienen
multiplicando las masas de CO₂ y H₂O, por las relaciones de equivalencia
mol−gramos, número de moles de átomos−mol de moléculas de compuesto y
gramos−mol :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=1039gCO_%7B2%7D.%20%5Cfrac%7B1molCO_%7B2%7D%7D%7B44gCO_%7B2%7D%7D.%0A%5Cfrac%7B1molatomosC%7D%7B1molCO_%7B2%7D%7D.%20%5Cfrac%7B12gC%7D%7B1molatomosC%7D%3D0%2C283C" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=0%2C2426gH_%7B2%7DO.%20%5Cfrac%7B1molH_%7B2%7DO%7D%7B18gH_%7B2%7DO%7D.%0A%5Cfrac%7B2molesatomosH%7D%7B1molH_%7B2%7DO%7D.%20%5Cfrac%7B1gH%7D%7B1molatomosH%7D%3D0%2C027gH" />
La diferencia entre la masa de p - cresol empleada y la suma
de las masas de carbono e hidrógeno obtenidas, proporciona la masa de oxígeno
en la muestra, 0, 3643 g – (0, 283 + 0, 027) g = 0, 0543 g.
El tanto por ciento de
cada elemento en el compuesto es :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=C%3D%0A%5Cfrac%7B0%2C283%7D%7B0%2C3643%7D.100%3D77%2C68%25" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=H%3D%0A%5Cfrac%7B0%2C027%7D%7B0%2C3643%7D.100%3D7%2C41%25" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=O%3D%20%5Cfrac%7B0%2C0543%7D%7B0%2C3643%7D.100%3D14%2C91%25" />
b)
Determina su fórmula empírica y molecular.
Los moles de cada elemento, si son números enteros, son los
subíndices de la fórmula del compuesto, y si son decimales se dividen por el
menor de ellos para convertirlos en entero :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=C%3A0%2C283gC.%0A%5Cfrac%7B1molC%7D%7B12gC%7D%3D0%2C0235moles" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=H%3A0%2C027gH.%20%5Cfrac%7B1molH%7D%7B1gH%7D%3D0%2C027moles" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=0%2C0543gO.%0A%5Cfrac%7B1mol%7D%7B16g%7D%3D0%2C034moles" />
Dividiéndolos por el menor de ellos :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=C%3A%20%5Cfrac%7B0%2C0235%7D%7B0%2C0034%7D%3D7" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=H%3A%20%5Cfrac%7B0%2C027%7D%7B0%2C0034%7D%3D8%20" />
[img = 10], siendo
la fórmula empírica del compuesto : C7H8O.
La fórmula molecular del compuesto
orgánico contiene n veces a la fórmula empírica (C₇H₈O)n, y su masa molar es n
veces mayor, es decir : M [(C₇H₈O)n] = n · M (C₇H₈O).
Como la masa molar de la
fórmula empírica es M (C₇H₈O) = 108 g · mol−1 , y la de la fórmula molecular es
M (C₇H₈O)n = 108, 1 g · mol−1 , se deduce que el valor de n = 1, y que la
fórmula empírica coincide con la molecular.
Datos
Ar (H) = 1 u ; Ar (C) = 12 u ; Ar (O) = 16 u.
Prueba de Selectividad, Valencia, Junio 2014, QUIMICA.