Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2021 (1s), septiembre 2021 y febrero 2022 (1s) | Soluciones de las preguntas 22, 23 y 24

22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Se dispone de 1,25 g de un compuesto orgánico formado de C, H y O. Un análisis elemental revela que esa masa de compuesto contiene 0,5 g de C y 0,67 g de O. ¿Cuál es su composición centesimal? (Pesos atómicos: C=12, H=1; O=16).

(A). C: 33,33%; H: 33,33%; O: 33,33%
(B). C: 41,38%; H: 3,45%; O: 55,17%
(C). C: 40%; H: 6,4%; O: 53,6%%
(D). Ninguna de las otras respuestas es correcta

Solución: C. El porcentaje de C es (0,5/1,25)·100 = 40%; el de O: (0,67/1,25)·100 = 53,6%; y el de H: 100 – 40 – 53,6 = 6,4%.

23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS) ¿Alguna de las siguientes podría considerarse la fórmula empírica?

(A). C₆HO₈
(B). CH₂O
(C). C₂HO₂
(D). CHO

Solución: B. La cantidad de moles de cada uno de estos elementos en los 1,25 g del compuesto es: C: 0,5/12 = 4,17´10^-2; O: 0,67/16 = 4,19´10^-2; H: (1,25 – 0,5 – 0,67) / 1 = 8´10^-2. Dividiendo las tres cantidades por la más pequeña se obtiene la relación:  1,00 : 1:00 : 1:92, que en buena lógica, teniendo en cuenta que siempre existen errores de medida, cabe aproximar a 1 : 1 : 2. Por tanto, puede considerarse que la fórmula empírica es CH₂O. Las demás se diferencian excesivamente de esta, ya que la relación de átomos de C en C₆HO₈ es 6 : 1 : 8; la de C₂HO₂ es 2 : 1 : 2 y la de CHO es 1 : 1 : 1.

24. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS) La combustión de este compuesto produce CO₂ y H₂O. Si al quemar 1 mol del compuesto se obtienen 176 g de CO₂, ¿cuál es la fórmula molecular del compuesto?

(A). C₃HO₃
(B). C₅H₁₀O₄
(C). C₆H₆O₆
(D). Ninguna de las otras

Solución: D. Como la fórmula empírica es CH₂O, la molecular será C_xH_2xO_x. La reacción sería: rC_xH_2xO_x + sO₂  ⟶ pCO₂ + qH₂O, pero no es preciso trabajar con los coeficientes estequiométricos. Mejor, razonaremos como sigue. En 176 g de CO₂ (masa molecular = 44) hay 176·(12/44) = 48 g de C. Esto significa que 1 mol del compuesto contiene 48 g de C (ya que todo el C del CO₂ producido procede del compuesto) y, por tanto, contiene 48/12 = 4 átomos de C. Como la fórmula molecular responde a la expresión C_xH_2xO_x, esto supone que dicha fórmula molecular es C₄H₈O₄.