Descripción
Una muestra de 3.87 mg de ácido ascórbico (vitamina C) por combustión genera 5.80 mg de CO2 y 1.58 mg de H2O ¿Cuál es la composición porcentual de este compuesto (el porcentaje en masa de cada elemento)? El ácido ascórbico contiene solamente C, H y O.
Solución.
Masa de la muestra: 3.87 mg
Elementos constituyentes: C, H y O.
Para calcular el porcentaje de masa de los elementos en un compuesto, o composición centesimal, se requiere conocer la masa de cada uno de los elementos presentes en el compuesto. Esta masa se puede conocer a partir de la masa molar del compuesto o a partir de cálculos estequiométricos. Puesto que se conocen datos estequiométricos, se trabaja con las relaciones en masa de los reactivos y productos.
El carbono contenido en 5.80 mg de CO2 es el mismo contenido en 3.87 g de muestra.
\(\displaystyle \text{mg de C}=5.80\,\text{mg de CO}_2\times\left(\frac{12\,\text{mg de C}}{44\,\text{mg de CO}_2}\right)=1.5818\,\text{mg de C}\)
El hidrógeno contenido en 1.58 mg de H2O es el mismo contenido en 3.87 g de muestra.
\(\displaystyle \text{mg de H}=1.58\,\text{mg de H}_2\text{O}\times\left(\frac{2\,\text{mg de H}}{18\,\text{mg de H}_2\text{O}}\right)=0.1756\,\text{mg de H}\)
El contenido de oxígeno se determina por diferencia:
mg de O = mg Muestra – mg de C – mg de H
mg de O = 3.87 mg – 1.5818 mg – 0.1756 mg
mg de O = 2.1126 mg
La cantidad de cada elemento en el compuesto es:
C: 1.5818 mg
H = 0.1756 mg
O = 2.1125 mg
El porcentaje de cada uno de los átomos presentes en la molécula se determina como sigue:
\(\displaystyle \text{C}=\frac{1.5818}{3.87}\times100=40.87\text{%}\)
\(\displaystyle \text{H}=\frac{0.1756}{3.87}\times100=4.54\text{%}\)
\(\displaystyle \text{O}=\frac{2.1125}{3.87}\times100=54.59\text{%}\)
Conclusión: Los porcentajes en masa de los elementos en el ácido ascórbico son:
C = 40.87%, H = 4.54% y O = 54.59%.
