Calcolo della formula molecolare di un composto tramite analisi per combustione
Come si determina la formula molecolare di un composto tramite analisi per combustione
Dalla completa combustione di 0,424 g di un composto organico contenente C, H ed O si ottengono 0,254 g di H2O e 0,621 g di anidride carbonica CO2.
Sapendo che la massa molecolare del composto è 60 uma, determinare la formula molecolare del composto.
Svolgimento dell'esercizio
Determiniamo a quante moli corrispondono 0,621 grammi di CO2:
moli di CO2 = 0,621 / 44,011 = 0,0141 mol
In 1 mole di CO2 è contenuta 1 mole di atomi di C
Le moli di atomi di C contenute nel composto organico sono quindi 0,0141 mol
Determiniamo quanti sono i grammi di C presenti nel composto organico:
g di C = 0,0141 · 12,011 = 0,169 g
Determiniamo a quante moli corrispondono 0,254 grammi di acqua:
moli di H2O = 0,254 / 18,016 = 0,0141 mol
Considerando che in 1 mole di H2O sono contenute 2 moli di atomi di H, le moli di atomi di H contenute nel composto organico sono:
moli di H = 2 · 0,0141 = 0,0282 mol
Determiniamo quanti sono i grammi di H presenti nel campione:
g di H = 0,282 · 1,008 = 0,0284 g
I grammi di ossigeno presenti nel composto organico li ricaviamo per differenza sottraendo alla massa totale del composto i grammi di carbonio e i grammi di idrogeno presenti:
g di O = 0,424 - 0,169 - 0,0284 = 0,2266 g
Determiniamo a quante moli corrispondono 0,2266 grammi di O:
moli di O = 0,2266 / 16 = 0,0142 mol
Il rapporto fra le moli è perciò:
0,0141 moli (C) : 0,0282 moli (H) : 0,0142 moli (O)
Dividiamo ciascun valore del numero di moli per il più piccolo valore trovato (in questo caso 0,0141). Si ha:
C = 0,0141 / 0,0141 = 1
H = 0,0282 / 0,0141 = 2
O = 0,0142 / 0,0141 = 1
La formula minima del composto è quindi CH2O.
Per determinare la formula molecolare del composto, bisogna calcolare il rapporto tra la massa molecolare del composto (60,0 u) e la massa della formula minima (12,011 + 1,008 · 2+ 16 = 30,027 u). Si trova in questo modo un fattore f con cui moltiplicare gli indici della formula minima. Pertanto:
f = 60,0 / 30,027 = 2
Abbiamo trovato in questo modo che la formula molecolare è due volte la formula minima (CH2O).
La formula molecolare è pertanto C2H4O2.
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