Química física: 9 volúmenes de una mezcla gaseosa contienen un compuesto orgánico y oxígeno suficiente para su combustión. La quema del compuesto produjo 4 volúmenes de CO2, 6 volúmenes de H2O y 2 volúmenes de N2. ¿Cómo puedo encontrar la fórmula molecular del compuesto?

Recuerde que en el caso de los gases, la misma cantidad de moles ocupan volúmenes iguales a una temperatura y presión dadas. Deje que el volumen del compuesto orgánico sea x. Por lo tanto, el volumen de a será 9-a.

[matemáticas] a C_xH_yN_z + (9-a) O_2 \ rightarrow 4CO_2 + 6H_2O + 2N_2 [/ matemáticas]

1 mol de [matemática] C [/ matemática] se combina con 1 mol de [matemática] O_2 [/ matemática]. Por lo tanto, 4 mol de [math] CO_2 [/ math] contiene 4 moles de [math] O_2 [/ math].

De manera similar, dado que 1 átomo de O reacciona con 2 átomos de H, se puede saber que por cada 1 vol. de [math] O_2 [/ math], hay dos volúmenes de H_2, por lo tanto, dos volúmenes de [math] H_2O [/ math]. Por lo tanto, 6 vol de [math] H_2O [/ math] serían producidos por 3 vol de oxígeno.
[matemáticas] 6H_2 + 3O_2 \ rightarrow 6H_2O [/ matemáticas]

4 + 3 = 7 vol de oxígeno estaba presente en la mezcla.

Esto nos da:
9 – a = 7
a = 2

[matemáticas] 2C_xH_yN_z + 7O_2 = 4CO_2 + 6H_2O + 2N_2 [/ matemáticas]
[matemáticas] C_xH_yN_z + \ frac {7} {2} O_2 = 2CO_2 + 3H_2O + N_2 [/ matemáticas]

1 mol de C da 1 mol de C.
x = 2

Similar,
y = 6
z = 2

Compuesto: [matemáticas] C_2H_6N_2 [/ matemáticas]

moles de compuesto orgánico + oxígeno para la combustión = 9

9 moles de la mezcla dan 4 moles de CO2, 6 moles de H2O y 2 moles de N2

Implica, el compuesto orgánico tiene

4 átomos de carbono
12 átomos de hidrógeno
2 átomos de nitrógeno

Hay 14 átomos de oxígeno en la mezcla, algunos de los cuales podrían estar presentes en el compuesto orgánico.

Use la fórmula dada en Grado de insaturación para calcular el número de enlaces insaturados
DU = 0

Lo que implica que no hay ningún grupo -COOH, -CO-, CN, -CHO.

No se proporciona suficiente información para identificar de forma exclusiva el compuesto.

Las posibilidades son (pero no se limitan a)

buta-1,4-diamina
buta-1,3-diamina
buta-1,2-diamina

Tomando 2 átomos de oxígeno como parte de la molécula, podemos tener grupos 2-OH en varios átomos de carbono. (No estoy seguro del nombre IUPAC, por lo que no estoy nombrando los compuestos)

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