CÁLCULO DE FÓRMULA EMPIRICA

A.-        CÁLCULO DE FÓRMULA EMPIRICA

1. La combustión de 4,337 mg de un compuesto produce 10,35 mg de CO2 y 3,42 mg de agua. Calcule la fórmula empírica.

Cálculo de C : 12/44 x 10,35 = 2,4mg         %C = 2,4/4,337x 100 =         65,11%

Cálculo de H : 2/18 x 3,42 = 0,383 mg        %H = 0,383/4,337            =         8,83%

%O (diferencia)            =         26,06%

C : 65,11/12,011 =                 5,421      

H: 8,83/ 1,008 =                 8,76

O: 26,06 /16,00 =                 1,629                        5,42:8,76:1,629 = 10:16:3

1. Una molécula simétrica C tiene un análisis elemental de:        

Carbono: 70.16 %

        Hidrógeno: 5.30%  

        Nitrógeno :24.54%                Calcule la fórmula empírica de C

a.- Dividir por peso atómico

C : 70.16 / 12 =                 5.85

H:  5.30  /  1   =                 5.30

N:  24.54 / 14 =                 1.7528

b.- Dividir por el menor

C :  5.85/1.7528         =         3.34

H:   5.30/1.7528         =         3.02

N:   1.7528/1.7528 =         1

c.- Multiplicar por un factor mínimo para obtener números enteros (x3)

                FORMULA EMPÍRICA  : C10 H9 N3

B.-        Indice de deficiencia de H (IDH)

Para saber si hay dobles enlaces (insaturaciones) ó ciclos en la estructura de un alcano calculamos el IDH. Se toma como referencia los siguientes IDH:

Alcano                                CnH2n+2         =        0

Alqueno o Cicloalcano                CnH2n                 =        1

Alquino, Cicloalqueno o dieno        CnH2n-2         =        2

Para calcular IDH de una molécula nitrogenada se debe considerar que cada N aporta 1H a la fórmula molecular (CnH2n+3N) . La fórmula empírica C10H9N3 del problema 2 tiene un

IDH = (25-9)/2 = 8.

Para compuestos con Oxigeno, como en  el ejemplo 1, el IDH se calcula  como si fuera alcano CnH2n+2.  La fórmula empírica  C10H16O3 por lo tanto corresponde a un IDH = (22-16)/2 = 3

Los compuestos halogenados tienen fórmula CnH2n+1Br (ó Cl)

C.-        ESPECTRO DE MASAS :

Bombardeo con electrones a 70 eV provoca fragmentación de la molécula en iones radicales de distintas masas. El ion molecular M+corresponde al fragmento de mayor masa y permite conocer el Peso Molecular del compuesto.

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1. Un compuesto de fórmula empírica C3H7 muestra el siguiente espectro de masas. ¿Cuál es la fórmula molecular?

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La fórmula empírica da un peso molecular de 43 (3Cx12 + 7H x1), por lo tanto la fórmula molecular es el doble de la empírica C6H14

1. Calcule el índice de deficiencia de H (IDH) para el compuesto C6H14

La fórmula molecular encontrada es C6H14 que corresponde con CnH2n+2; la fórmula de un alcano como hexano o un isómero configuracional de hexano.

IDH = 0

Espectro de masas de alcanos lineales:  Pierden grupos alquilo y se observan fragmentos con diferencia de masas de 14 unidades. CnH2n+1+, CnH2n+, y CnH2n-1+

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Compare con la fragmentación de pentano. En ambos espectros el pico base (100%) corresponde a la pérdida de CH3CH2 (M-29)

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Alcanos ramificados : pierden H (M+-1) para producir iones carbonio más estables. Señal pequeña del ión molecular[pic 11]

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1. Compare los espectros de masa de los siguientes isómeros constitucionales, con el del n-hexano.  Justifique la formación de los fragmentos principales.

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