Ejercicio resuelto de Estequiometría · Química · 2025

Un compuesto está constituido por C, H y O. Por combustión total de 0,450 g produce 0,990 g de $\text{CO}_2$ y 0,540 g de $\text{H}_2\text{O}$. Un litro de su vapor medido a 1 atm y 0 ºC pesa 2,678 g y por oxidación suave da lugar a un aldehído.

a) Deduzca la fórmula empírica y la fórmula molecular. [0,5 puntos]

b) Formule y nombre un posible compuesto. [0,5 puntos]

Datos: $R = 0{,}082\ \text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}$; masas atómicas: H = 1; C = 12; O = 16.

$\textbf{a) Deduzca la fórmula empírica y la fórmula molecular. [0,5 puntos]}$

En una combustión todo el carbono del compuesto acaba en el dióxido de carbono y todo el hidrógeno en el agua, así que de las masas de estos dos productos salen los moles de C y de H.

$n(\text{C})=n(\text{CO}_2)=\dfrac{0{,}990}{44}=0{,}0225\ \text{mol}$

$n(\text{H})=2\,n(\text{H}_2\text{O})=2\cdot\dfrac{0{,}540}{18}=0{,}060\ \text{mol}$

El oxígeno no se puede medir así, porque parte del que aparece en los productos viene del aire; se obtiene por diferencia de masas.

$m(\text{O})=0{,}450-0{,}0225\cdot 12-0{,}060\cdot 1=0{,}450-0{,}270-0{,}060=0{,}120\ \text{g}$

$n(\text{O})=\dfrac{0{,}120}{16}=0{,}0075\ \text{mol}$

Dividimos los tres valores entre el menor para obtener números enteros sencillos.

$\text{C}:\dfrac{0{,}0225}{0{,}0075}=3 \qquad \text{H}:\dfrac{0{,}060}{0{,}0075}=8 \qquad \text{O}:\dfrac{0{,}0075}{0{,}0075}=1$

La fórmula empírica es $\text{C}_3\text{H}_8\text{O}$, cuya masa es $3\cdot 12+8+16=60\ \text{g}\,\text{mol}^{-1}$.

Para la fórmula molecular hace falta la masa molar real, que sale del dato del vapor.

$M=\dfrac{mRT}{PV}=\dfrac{2{,}678\cdot 0{,}082\cdot 273}{1\cdot 1}=59{,}9\approx 60\ \text{g}\,\text{mol}^{-1}$

Como la masa molar coincide con la de la fórmula empírica, la fórmula molecular es también $\text{C}_3\text{H}_8\text{O}$.

$\textbf{b) Formule y nombre un posible compuesto. [0,5 puntos]}$

La fórmula $\text{C}_3\text{H}_8\text{O}$ corresponde a un alcohol o a un éter. El dato que decide es que por oxidación suave da un aldehído, cosa que solo ocurre con los alcoholes primarios: los secundarios dan cetonas y los éteres no se oxidan.

$\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2\text{OH} \qquad \text{propan-1-ol}$

$\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2\text{OH}\ \xrightarrow{\ [\text{O}]\ }\ \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CHO}\quad(\text{propanal})$

El compuesto es el propan-1-ol, un alcohol primario.