Hola,
Tendrías que calcular primero la fórmula empírica y luego la molecular.
El
enunciado te indica que se trata de un hidrocarburo, por tanto los
elementos químicos presentes son el C y el H.
También
te dice que el C está al 80% . Como te lo da en porcentaje deberías
coger como base de calculo 100 g. De esta forma tendrías:
C
= 80 gramos
H
= 100 – 80 = 20 gramos.
Ahora
tendrías que determinar los moles de C y los de H.
nc
= 80 / 12 = 6,667
moles de carbono. (12 es el peso molecular del C, unidades g/mol).
nH
= 20 / 1 = 20
moles de hidrógeno. (1 es el peso molecular del H, unidades
g/mol).
Ahora
ya puedes calcular la fórmula empírica, para ello debe tener en
cuenta lo que significa fórmula empírica. Ésta da una idea de las
proporciones de cada elemento del compuesto.
Si
te fijas bien 20 es el triple de 6,667, por tanto la relación es 3 a
1 (3 de hidrógeno y 1 de C).
Si
no lo ves claro, el truco es que dividas los moles de C y H por el
menor de ellos. Es decir.
6,667/6,667
= 1 de C
20/6,667
= 3 de H
Por
tanto, la fórmula empírica será CH3
Ahora
ya podrías ir a por la formula molecular. En este caso, tendría la
siguiente apariencia.
(CH3)n
Fíjate
en el enunciado, especifica “hidrocarburo saturado gaseoso”,
por tanto te está sugiriendo que uses la ecuación de los gases
ideales
PV
= n R T
Ahora
bien, también te especifica el enunciado una densidad medida en
condiciones normales. Esto significa dos cosas:
Tendrás
que adaptar esa ecuación para que puedas usar la densidad.
Las
condiciones normales, significa que la T = 273,15 K y P = 1 atm.
La expresión P V = n R T quedaría así:
P V
= (m/PM) R T (te pongo paréntesis para que tengas claro este paso,
pero en verdad se puede omitir).
Despejando
PM, tendrías:
PM =mRT/PV
Y
la densidad (d) es igual a m/V, por tanto:
PM=dRT/P
Ya
conoces todos los valores para calcular PM:
PM=1,34x0,0082x273,15/1=30g/mol
Ahora
con el principio de conservación de la masa, tendrías que:
30
= (1 x 12 + 1 x 3) n
30
= (12 + 3) n
n
= 30/15 = 2
n
= 2
Por
tanto, (CH3)n
= (CH3)2
(pero expresado
así es feo) por lo que debes dar un paso más y escribirlo como:
C2H6
Como
puedes ver la fórmula empírica y la molecular no es la misma, pero
la molecular cumple la relación 3 a 1 que decía la empírica.