Teorema. Subíndice de un elemento x en un análisis de combustión de masa molar conocida

[Demostración]

Cuando el elemento $x$, distinto de oxígeno, participa en un análisis de combustión y forma un producto reservorio conocido, es posible determinar su subíndice en la fórmula molecular si además se conoce la masa molar verdadera del compuesto. En este contexto, los términos de masa y masa molar se interpretan como cocientes o razones entre magnitudes semejantes, lo que permite obtener relaciones proporcionales sin necesidad de fórmulas algebraicas explícitas.

Durante la combustión, el elemento $x$ reacciona para formar un producto específico y aislable que se recoge y cuantifica. Ejemplos comunes incluyen el azufre, que se transforma en dióxido de azufre, o el nitrógeno, que puede formar óxidos de nitrógeno o liberarse como nitrógeno molecular. La masa del producto reservorio proporciona una estimación precisa de la cantidad de sustancia del elemento x, que luego se compara con la masa total del compuesto original para calcular su fracción de masa.

Con esta fracción y la masa molar del elemento, se deduce cuánta masa del compuesto está asociada al elemento $x$. Finalmente, al contrastar esa contribución con la masa molar verdadera del compuesto, se determina el número de veces que aparece el elemento $x$, es decir, su subíndice en la fórmula molecular.

Este procedimiento se aplica en el análisis de compuestos orgánicos que contienen heteroátomos como nitrógeno o azufre, en la verificación de fórmulas químicas propuestas, en la caracterización de contaminantes, y en la identificación estructural de sustancias complejas como fármacos, materiales orgánicos funcionalizados o compuestos con aplicaciones industriales y medioambientales. También es clave en laboratorios de síntesis donde se requiere confirmar la proporción exacta de los elementos no carbonados.