Problema nº 3 de gases ideales, fórmula molecular - TP13
Enunciado del ejercicio nº 3
Un hidrocarburo tiene la siguiente composición: C = 82,66 %; H = 17,34 %. La densidad del vapor es 0,2308 g/dm³ a 30 °C y 75 mm Hg. Determinar su peso molecular y su fórmula molecular.
Desarrollo
Datos:
δ = 0,2308 g/dm³
t = 30 °C
p = 75 mm Hg
C = 82,66 %
H = 17,34 %
Masa atómica C = 12,01115
Masa atómica H = 1,00797
R = 0,08205 atm·dm³/K·mol
Fórmulas:
P = δ· | R·T |
PM |
Solución
Adecuamos las unidades:
T = 30 °C + 273 °C
T = 303 K
p = 75 mm Hg· | 1 atm |
760 mm Hg |
p = 0,098684211 atm
a)
Aplicamos la fórmula dada despejando "PM":
P = δ· | R·T |
PM |
PM = δ· | R·T |
P |
Reemplazamos por los datos y calculamos:
PM = 0,2308 g/dm³· | 0,08205 (atm·dm³/K·mol)·303 K |
0,098684211 atm |
PM = 0,2308 g· | 24,86115 |
0,098684211 |
PM = 58,14459466 g
Resultado a), el peso molecular aproximado del hidrocarburo es 58,145 g.
b)
La masa obtenida equivale al 100 % de la muestra.
Calculamos la masa de cada componente:
100 % | ⟶ | 58,14459466 g |
82,66 % | ⟶ | m de C |
m de C = | 82,66 %·58,14459466 g |
100 % |
m de C = 48,06137523 g de C
100 % | ⟶ | 58,14459466 g |
17,34 % | ⟶ | m de H |
m de H = | 17,34 %·58,14459466 g |
100 % |
m de H = 10,08321942 g de H
Calculamos el número de átomos gramos de cada componente que hay en los 58,1243 g de sustancia:
C = | mC |
Masa atómica C |
C = | 48,06137523 g | = 4,001396638 ≅ 4 |
12,01115 |
H = | mH |
Masa atómica H |
H = | 10,08321942 g | = 10,0034916 ≅ 10 |
1,00797 |
Resultado b), la fórmula molecular es: C₄H₁₀.
Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo hallar la fórmula molecular de un gas