Loris ha scritto:
Gentilmente
Un idrocarburo non volatile contiene 13,1% m/m di idrogeno. Una soluzione formata da 1,00 g di questo idrocarburo e 50,0 g di etanolo bolle alla temperatura di 78,675 gradi centigradi. Calcolare la MM e la formula del composto sapendo che l'etanolo ha una temperatura di ebollizione pari a 78,500 gradi centigradi e una costante ebullioscopica pari a 1,22 °C·kg/mol.
Grazie.
Questa è la risposta:
A partire dalla percentuale di idrogeno contenuta nell’idrocarburo è possibile determinare la formula minima del composto; con il valore dell’innalzamento ebullioscopico Δt, che dipende dalla concentrazione molale m della soluzione secondo la relazione Δt = Keb×m, si può risalire invece alla massa molare del composto, cioè alla sua massa molecolare. I calcoli sono questi:
m H = 13,1 g m C = 86,9 g
n H = 13,1 g/1,008 g/mol = 12,996 mol n C = 86,9 g/12,011 = 7,235 mol
n H /n C = 12,996/7,235 = 1,8 da cui la formula minima CH1,8
Poiché gli indici delle formule chimiche devono essere numeri interi, si deve cercare un fattore moltiplicativo che trasformi 1,8 in numero intero; tale fattore è 5, dato che 1,8×5 = 9, per cui la formula minima diventa C5H9.
Δt = teb soluzione – teb solvente = (78,675 – 78,500) °C = 0,175 °C
m = Δt / Keb = 0,175 °C/1,22 °C·kg/mol = 0,14344 mol/kg
Poiché la soluzione contiene 1,00 g di idrocarburo in 50,0 g di etanolo, conterrà 20,0 g di idrocarburo in 1000 g, cioè 1 kg di etanolo; la massa di 0,14344 mol di idrocarburo è quindi pari a 20,0 g. Pertanto:
n = m/mmolare mmolare= m/n = 20,0 g/0,14344 mol = 139 g/mol MMX= 139 u
Per ricavare la formula dell’idrocarburo è necessario calcolare la massa della formula minima e stabilire di quante volte è più piccola della massa molecolare. Quindi:
M C5H9 = 5×12,011 + 9×1,008 = 69,127 MMx/ M C5H9 = 2,01 ~ 2
X = (C5H9) × 2 = C10H18
In conclusione, la formula del composto è C10H18.