La sustancia desconocida está compuesta de carbono, hidrógeno y oxígeno. Al calentarla con óxido de cobre, el carbono se oxida a dióxido de carbono y el hidrógeno a agua. Usando los datos de masa de CO2 y H2O formados, junto con la masa molecular de 90, la fórmula molecular de la sustancia es C2H2O4, que corresponde al ácido oxálico.

1. Una sustancia está constituida por C, H y O. Al calentarla
con óxido de cobre(II), el carbono se oxida a dióxido de
carbono y el hidrógeno a agua. A partir de 1 g de sustancia se
forman 0,9776 g de CO2 y 0,2001 g de agua. La masa
molecular del compuesto es 90. a) Halla la fórmula molecular
de la sustancia. b) Nombrarla.
(Pau septiembre 2011, Extremadura)

2. Todo el carbono de la sustancia problema, al oxidarse, pasa
a formar parte del dióxido de carbono.
Conociendo la cantidad de carbono en el dióxido, sabremos
la que contenía la sustancia problema.
Del mismo modo, la cantidad de hidrógeno del agua, será el
hidrógeno que contenía la sustancia problema.
La cantidad de oxígeno del compuesto la determinamos
utilizando el principio de conservación de la masa.
La masa de C, H y O tienen que sumar 1 g.
Calculamos la cantidad de carbono en la muestra
de 1 g:

3. Si en 44 g de CO2 hay 12 g de C, en 0,9776 g habrá:
mC = 12 · 0,9776 / 44 = 0,2666 g
Del mismo modo calculamos la cantidad de
hidrógeno: agua hay 2 g de H, en 0,2001 g habrá:
Si en 18 g de
mH = 2 · 0,2001 / 18 = 0,0222 g
Hallamos ahora la cantidad de oxígeno
mO = 1 – 0,2666 – 0,0222 = 0,7112 g
Hallamos los moles de átomos de cada elemento en 1 g
de la sustancia problema.

4. Moles de C = 0,2666 g / 12 g/mol = 0,0222 mol
Moles de H = 0,0222 g / 1 g/mol = 0,0222 mol
Moles de O = 0,7112 g / 16 g/mol =0,0444 mol
Estos tres números tienen que guardar una relación
según números naturales.
Se ve a simple vista que la relación es 1:1:2, luego …
C1H1O
La fórmula empírica de la sustancia problema es: 2
La fórmula molecular será de la (CHO2)n
forma: n un número
Siendo
natural.

5. Utilizamos el principio de conservación de la masa,
sabiendo las masas atómicas y la masa molecular (90).
90 = n · (1 · 12 + 1 · 1 + 2 · 16) = 2
Luego la fórmula molecular C2H2O4
será:
Lo más probable es que este compuesto sea el
ácido etanodioico o ácido oxálico:
HOOC–COOH