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Hola, me gustaría compartir con vosotros este ejercicio que me he encontrado ya que aparte de ser del temario de Gases también se hace referencia a Lewis y las fórmulas empíricas. Y también a ver si podríais ayudarme a encontrarle solución.

Se forma un gas cuando se calienta cuidadosamente azufre elemental con AgF. El producto inical ebulle a 15ºC. Experimentos con varias muestras revelaron que el gas tiene una densidad de 0.803 g/L a una presión de 150 mmHg y 32ºC. Cuando el gas reacciona con agua, todo el flúor se convierte en HF acuoso. Los demás productos son azufre elemental, S₈ , y otros compuestos que contienen azufre. Cuando una muestra de 480mL del gas seco a una presión 126 mmHg y 28ºC se hizo reaccionar con agua, se obtuvieron 0.1296g de HF.
a) Determine la fórmula empírica y molecular del compuesto formado.
b)Dibuje una estructura de Lewis razonable que represente al compuesto.
c)Describa la geometria probable del compuesto y estime las distancias de enlace sencillo, dado que la distancia del enlace S-S en S₈ es de 2.04 A y la distancia de F-F en F₂ es de 1.43 A.


Hasta aquí el ejercicio, espero que no os resulte demasiado pesado...  

Gracias de antemano.

El compuesto que se forma hierve a 15 ºC, luego no puede ser una sal de plata o algo parecido. Tiene que ser, por tanto, un compuesto formado por azufre y flúor, S_xF_y.

Como todo el flúor pasa a formar HF, la reacción con agua ha de ser

S_xF_y + ... H_2O   →   y HF + ... S₈ + compuestos sin flúor

en la que el único coeficiente que nos interesa es el del HF (ajuste adaptado al coeficiente 1 para el S_xF_y).

Número de moles del compuesto:

(126/760) · 0.460 = n · 0.082 · 301     →     n = 3.224 · 10^-3 mol S_xF_y

Número de moles del HF formado:

0.1296 / 20 = 6.48 · 10^-3 mol HF

Cada mol de S_xF_y produce en su reacción con agua y moles de HF. Como los moles que reaccionaron fueron 3.224 · 10^-3, el valor de y tiene que ser y = 6.48·10^-3 / 3.22·10^-3 ≅ 2, con lo que el compuesto tendrá por fórmula S_xF₂.

Podemos determinar el valor de x a partir de la densidad del gas. De la ecuación de los gases encontramos que la densidad de un gas viene dada por

      P M
d = ------
      R T

así que sustituyendo el valor de la densidad en las condiciones dadas, encontramos para la masa molar el valor 101.8 ≅ 102 g/mol.

Si a este valor le restamos 38 g de los dos moles de F en 1 mol de compuesto, queda 102 - 38 = 64 g para el S, lo que indica que hay en la fórmula dos S, con lo que la fórmula molecular ha de ser

S₂F₂.

Evidentemente, la fórmula empírica es SF.

Una estructura plausible sería F-S-S-F. No dibujo los pares que faltan para los respectivos octetos (tres para cada F y dos para cada S) por ser difícil pintarlos aquí. Efectivamente, esta estructura corresponde a una de las dos formas isómeras del S₂F₂. La estructura escrita es una estructura de Lewis; la geometría corresponde a una línea no recta. Puedes ver en Internet las configuraciones reales para esta molécula.

Saludos