Calculadora de análisis de combustión

Determina la composición elemental, la fórmula empírica y la molecular a partir de los productos de combustión medidos.

Mediciones de combustión
Introduce las masas de muestra, dióxido de carbono y agua. El nitrógeno, el dióxido de azufre y la masa molar son opcionales.

Acerca del análisis de combustión

El análisis de combustión determina la composición elemental de un compuesto midiendo los productos de su combustión completa. El carbono de la muestra original se convierte en dióxido de carbono y el hidrógeno en agua. Si se recoge nitrógeno gaseoso o dióxido de azufre, estos productos también permiten cuantificar nitrógeno y azufre. El oxígeno del compuesto original suele obtenerse restando las masas de los elementos medidos de la masa inicial de la muestra. El cálculo comienza convirtiendo la masa de cada producto en moles. Cada mol de dióxido de carbono contiene un mol de átomos de carbono, y cada mol de agua contiene dos moles de átomos de hidrógeno. Cada mol de nitrógeno gaseoso contiene dos moles de átomos de nitrógeno y cada mol de dióxido de azufre contiene un mol de átomos de azufre. Al multiplicar esas cantidades por las masas molares atómicas se obtienen las masas elementales empleadas para hallar el oxígeno por diferencia. La fórmula empírica expresa la proporción entera más simple de átomos. Los moles de cada elemento se dividen entre la menor cantidad positiva. Las proporciones cercanas a enteros pueden redondearse directamente, mientras que valores como 1.5 o 1.333 requieren multiplicar todos los valores por un pequeño factor común. Debido al ruido experimental, las proporciones rara vez son exactas, por lo que la calculadora prueba multiplicadores pequeños para encontrar una relación cercana a enteros. Las mediciones deficientes o las muestras impuras aún pueden producir proporciones engañosas. Una fórmula molecular es un múltiplo entero de la fórmula empírica. Si se proporciona la masa molar, la calculadora la divide entre la masa molar de la fórmula empírica y redondea al entero positivo más cercano. Para la glucosa, la combustión establece CH2O como fórmula empírica. Su masa molar empírica es de unos 30.026 gramos por mol y una masa molar medida cercana a 180.156 da un factor de seis, que produce C6H12O6. La combustión completa, la recolección cuantitativa de productos y una muestra pura son supuestos esenciales. El monóxido de carbono, el hollín, la humedad retenida, las fugas o los heteroátomos no medidos distorsionan el resultado. El oxígeno por diferencia acumula todos los errores de masa y es especialmente sensible cuando representa una fracción pequeña de la muestra. Los campos opcionales de nitrógeno y azufre deben permanecer en cero salvo que esos productos se hayan medido mediante un método compatible. Utiliza esta calculadora para organizar la estequiometría y revisar el trabajo de laboratorio; después, informa las fórmulas con una precisión justificada por los datos experimentales.

Ejemplos de análisis de combustión

Las masas idealizadas de productos ilustran la determinación de las fórmulas empírica y molecular.

Masas medidasFórmulaInterpretación
0.180156 g de muestra; 0.264057 g CO2; 0.108090 g H2O; masa molar 180.156CH2O; molecular C6H12O6El carbono, el hidrógeno y el oxígeno tienen una proporción molar de uno a dos a uno.
0.160430 g de muestra; 0.440095 g CO2; 0.360300 g H2OCH4Las cantidades de productos corresponden a un carbono por cada cuatro hidrógenos.
0.600520 g de muestra; 0.880190 g CO2; 0.360300 g H2OCH2ODuplicar todas las cantidades de productos y muestra no cambia la proporción empírica.

Cómo analizar datos de combustión

  1. Introduce la masa original de la muestra y las masas de dióxido de carbono y agua recogidas.
  2. Añade la masa de nitrógeno gaseoso o dióxido de azufre solo si se midieron esos productos.
  3. Opcionalmente, introduce la masa molar medida de forma independiente para obtener una fórmula molecular.
  4. Selecciona Analizar combustión y revisa la proporción de la fórmula y la composición en masa.

Preguntas frecuentes sobre análisis de combustión

¿Cómo se calcula el carbono a partir del dióxido de carbono?

Los moles de carbono son iguales a los de dióxido de carbono porque cada molécula contiene un átomo de carbono. Multiplicar los moles de carbono por su masa molar atómica da la masa de carbono.

¿Por qué los moles de hidrógeno son el doble de los de agua?

Cada molécula de agua contiene dos átomos de hidrógeno. Por ello, los moles de agua medidos deben multiplicarse por dos antes de formar la proporción molar elemental.

¿Cómo se determina el oxígeno de la muestra?

La calculadora resta las masas calculadas de carbono, hidrógeno, nitrógeno y azufre de la masa total de la muestra. La masa restante se atribuye al oxígeno, por lo que la presencia de elementos no medidos invalidaría esa suposición.

¿Cuál es la diferencia entre fórmula empírica y molecular?

La fórmula empírica es la proporción entera más simple de átomos. La molecular indica el número real de átomos y es un múltiplo entero determinado mediante la masa molar.

¿Por qué mis proporciones no son enteros exactos?

Las masas medidas tienen incertidumbre y la combustión o la recolección pueden ser incompletas. Se esperan pequeñas desviaciones, pero las grandes requieren revisar el procedimiento y la composición de la muestra.