¿Cómo se encuentra la fórmula molecular de un alcano?

Del análisis elemental, podemos obtener una fórmula empírica. A menudo ayuda (ficticiamente) establecer la masa total de lo desconocido en 100.00 g.

45.86 g C / (12.01 g/mol) = 3.818 mol C

45.21 g Cl / (35.45 g/mol) = 1.275 mol Cl

100.00 - (45.86 + 45.21) = 8.93 g H

8.93 g H / (1.008 g/mol) = 8.86 mol H

Dividiendo todo por 1.275, y redondeando, obtenemos la fórmula empírica.

3.818 mol C / 1.275 mol Cl = 2.990 mol C per mol Cl

1.275 mol Cl / 1.275 mol Cl = 1.000 mol Cl per mol Cl

8.86 mol H / 1.275 mol Cl = 6.95 mol H per mol Cl

Entonces la fórmula empírica es C3H7Cl. Normalmente necesitaríamos el peso molecular para este tipo de problema, a fin de determinar la fórmula molecular, pero aquí se nos da que hay un átomo de Cl por molécula. Por lo tanto, podemos decir que la fórmula molecular también es C3H7Cl .

Debería poder verificar que esta es una fórmula válida para un alcano monoclorado. Esto se debe a que un alcano tiene la fórmula general CnH (2n + 2), de modo que un alcano monoclorado tiene la fórmula general CnH (2n + 1) Cl, es decir, un Cl que sustituye a uno H. Para n = 3, tenemos C3H7Cl, según sea necesario .

Por lo general, doy una lista de pasos para una pregunta de tarea, pero esta casi aparece en la pregunta. El compuesto es un alcano monoclorado, por lo que es un Cl, un número (n) de C y algún número de H. Para los alcanos, el número de H es 2n + 2, por lo que aquí debe ser 2n + 1 debido a la sustitución simple. Un mol de átomos de cloro pesa 35.5 gramos. A partir de los porcentajes de masa (45.86 / 45.21 * 35.5) puede calcular que hay 36 gramos de carbono por cada mol del compuesto, que es 36 gramos / (12 gramos / mol) = 3 mol. Entonces n = 3 y 2n + 1 = 7. Puede verificar fácilmente que 7 átomos de hidrógeno completan el 100%.