Answer:
La fórmula empírica y molecular es: C₂H₆O.
Explanation:
Para calcular la formula empírica y molecular del compuesto debemos primero plantear la reacción:
[tex] C_{x}H_{y}O_{z} + O_{2} \rightarrow CO_{2} + H_{2}O [/tex]
Necesitamos encontrar "x", "y" y "z". Para ello, tenemos que recordar que la masa de carbono e hidrógeno producida está relacionada con la cantidad de C y H inicial (del compuesto):
Para el H:
CHO → H₂O
y 5,4g
[tex] \frac{2*1 g}{18 g} = \frac{y}{5,4 g} \rightarrow y = 0,6 g [/tex]
Para C:
CHO → CO₂
x 8,8g
[tex] \frac{12 g}{44 g} = \frac{x}{8,8 g} \rightarrow x = 2,4 g [/tex]
Para el O:
[tex] z = 4,6 g - 2,4 g - 0,6 g = 1,6 g [/tex]
Ahora mediante el calculo de los moles del C, H y O podemos encontrar la fórmula empírica:
Para el H:
[tex] n_{y} = \frac{m}{Pm} = \frac{0,6 g}{1 g/mol} = 0,6 moles [/tex]
Para el C:
[tex] n_{x} = \frac{m}{Pm} = \frac{2,4 g}{12 g/mol} = 0,2 moles [/tex]
Para el O:
[tex] n_{z} = \frac{m}{Pm} = \frac{1,6 g}{16 g/mol} = 0,1 moles [/tex]
[tex] C_{\frac{n_{x}}{n_{z}}}H_{\frac{n_{y}}{n_{z}}}O_{\frac{n_{z}}{n_{z}}} = C_{\frac{0,2}{0,1}}H_{\frac{0,6}{0,1}}O_{\frac{0,1}{0,1}} = C_{2}H_{6}O_{1} [/tex]
Entonces, la fórmula empírica del commpuesto formado es C₂H₆O.
Ahora para determinar la fórmula molecular podemos usar la siguiente relación:
[tex] \frac{Pm}{Pm_{e}} = n [/tex]
[tex] F_{m} = n*F_{e} [/tex]
[tex] F_{m} = \frac{Pm}{Pm_{e}}*F_{e} [/tex]
En donde Fm (fórmula molecular) y Fe (fórmula empírica) están relacionadas por n.
El valor de Pm lo obtenemos de la ecuación del gas ideal:
[tex]PV = nRT = \frac{m}{Pm}RT[/tex]
[tex] Pm = \frac{mRT}{PV} = \frac{9,2 g*0,082 L*atm/(K*mol)*(90 + 273 K)}{1.02 atm*5,80 L} = 46,3 g/mol [/tex]
[tex] F_{m} = \frac{46,3 g/mol}{(2*12 + 6*1 + 16)g/mol}*C_{2}H_{6}O_{1} = 1.00*C_{2}H_{6}O_{1} = C_{2}H_{6}O_{1} [/tex]
Por lo tanto, la fórmula molecular es la misma que la fórmula empírica, a saber C₂H₆O.
Espero que te sea de utilidad!
