Problema tipo pau fórmula Empírica y Molecular

PAU Junio 2013 Problema tipo PAU Fórmula Empírica y Molecular Cuando se realiza la combustión de un compuesto orgánico que contiene exclusivamente carbono, hidrógeno y nitrógeno se obtienen como productos 1,32g de CO2, 0,81g de H2O y 0,46g de NO2: Determina: a) Su fórmula empírica. b) Su fórmula molecular sabiendo que 13,45 gramos del compuesto orgánico en estado gaseoso, a 400ºC y 2 atm. ocupan un volumen de 6,29 litros. Datos: Masas atómicas C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u; N =14. R = 0,082 atm.L.K-1.mol-1 Solución. a) Para proceder al cálculo de la fórmula empírica tenemos que tener en cuenta que el compuesto orgánico contiene solamente C, H y N por tanto, toda la cantidad de esos elementos contenida en los productos de la combustión proceden del compuesto orgánico. En primer lugar calcularemos los gramos de C, H, N que contiene el compuesto La cantidad de oxígeno presente en los productos procederá exclusivamente del oxígeno empleado para la combustión. Podemos con estos datos calcular los mol de átomos de cada uno de los elementos dividiendo por su masa atómica: Una vez obtenida la relación de mol de átomos de cada elemento dividimos por la cantidad menor (0,01) para determinar la relación de átomo de cada elemento y por lo tanto su fórmula empírica: Átomos de C = 0,03 / 0,01 = 3 átomos de C Átomos de H = 0,09 / 0,01 = 9 átomos de H Átomos de N = 0,01 / 0,01 = 1 átomo de N Por lo tanto su fórmula empírica será: C3 H9 N. La masa molecular de la fórmula empírica es: M (C3 H9 N.) = 59 g/mol. b) Para poder obtener la fórmula molecular usaremos la masa que nos indican (13,46 g), el volumen que dicho compuesto ocupa en unas determinadas condiciones de presión, y temperatura expresada en grados Kelvin, haciendo uso de la ecuación de los gases ideales podremos calcular dicha masa molecular Sustituyendo valores tendremos que: 2 x 6,29 = (13,46 / M) x 0,082 x 673 De donde obtenemos de nuevo que M = 59 g/mol. Por lo tanto la fórmula molecular coincide con la fórmula empírica y es: C3H9N (CH3-CH2-CH2-NH2) - propilamina

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