Calculos basicos en Quimica IV, Diapositivas de Química

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Dsc. JOSÉ FERNANDE DE OLIVEIRA UGARTE

CÁLCULOS BÁSICOS EN QUÍMICA

DETERMINACIÓN DE

FÓRMULAS QUÍMICAS

Semana 4

INDICE

FÓRMULA QUÍMICA (FQ).

FÓRMULA MOLECULAR (FM).

FÓRMULA EMPÍRICA (FE).

EJERCICIOS.

➢La fórmula química permite determinar la composición porcentual de cada elemento en una sustancia compuesta. Los porcentajes así obtenidos son una expresión de la ley de la composición definida.

Ejemplo 1 : La fórmula química del sulfato de aluminio es Al 2

(SO

4

3

Determinar la composición porcentual del sulfato de aluminio. a) Obtener la masa de Al 2

(SO

4

3

M Al 2

(SO

4

3 = 2 ( 27 , 0 ) + 3 ( 32 , 0 ) + 12 ( 16 , 0 ) = 342 g/mol b)Obtener la masa (g) en 1 mol para cada elemento.

FÓRMULA MOLECULAR (FM)

➢La fórmula molecular , indica los tipos de átomos presentes en un compuesto molecular, y el número de átomos de cada clase. Sólo tiene sentido hablar de fórmula molecular en compuestos covalentes. Así la fórmula molecular de la glucosa es C 6

H

12

O

6 , lo cual indica que cada molécula está formada por 6 átomos de C, 12 átomos de H y 6 átomos de O, unidos siempre de una determinada manera.

FÓRMULA EMPÍRICA (FE)

➢La fórmula empírica es una expresión que representa la proporción más simple en la que están presentes los átomos que forman un compuesto químico. Es por tanto la representación más sencilla de un compuesto. Por ello, a veces, se le llama fórmula mínima. ➢En compuestos covalentes , se obtiene simplificando los subíndices de la fórmula, si ello es posible, dividiéndolos por un factor común. Así, la fórmula molecular de la glucosa (C 6 H 12 O 6 ) tiene un factor 6 y su fórmula empírica es CH 2 O , lo cual indica que, por cada átomo de C, hay dos átomos de H y un átomo de O. Los subíndices de los elementos siempre son números enteros.

➢En compuestos no-estequiométricos, como ciertos minerales, los subíndices pueden ser números decimales. Así, el óxido de hierro (II) tiene una fórmula empírica que varía entre Fe 0 , 84 O y Fe 0 , 95 O, lo que indica la presencia de huecos, impurezas y defectos en la red.

Compuesto Fórmula Molecular (FM) K Fórmula Empírica (FE) Benceno C 6 H 6 6 CH Propeno C 3 H 6 3 CH 3 Ác. Acético C 2 H 4 O 2 2 CH 2 O Ác. Sulfuroso H 2 SO 3 2 H 2 SO 3 Ác. Nítrico HNO 3 1 HNO 3 Agua H 2 O 1 H 2 O Ox. Férrico (Hematita/Magnetita) --- --- Fe 2 O 3 Glucosa C 6 H 12 O 6 6 CH 2 O Tetróxido de Nitrógeno N 2 O 4 2 NO 2 Cloruro de Sodio --- --- NaCl Sulfuro de Hierro (Pirita/Pirrotita) --- --- FeS 2 Sulfuro de Manganeso (Alabandita) --- --- MnS Carbonato de Manganeso (Rodocrosita) --- --- MnCO 3 Sulfuro de Cu con Fe y Sb (Tetraedrita) --- --- Cu 9 Fe 3 Sb 4 S 13 Sulfuro de Cu con Fe (Calcopirita) --- --- CuFeS 2 Sulfuro de Pb (Galena) --- --- PbS

Determinación de fórmulas: empíricas y moleculares

➢Para determinar la fórmula empírica (FE) podemos seguir diversos procedimientos, pero todos ellos nos llevarán exclusivamente a determinar el número de at-g de cada elemento, es decir, el subíndice de cada átomo diferente en la molécula. ➢Empleando los pasos a seguir y utilizando la composición centesimal del compuesto se puede determinar la fórmula empírica:

Determinación de fórmulas: empíricas y moleculares

1. Se asume que existe 100 g del compuesto incógnita. 2 ) Con los átomos de la composición química determinamos la masa de cada átomo. 3 ) Luego dividiremos casa masa entre su respectiva masa atómica, de esta manera obtenemos el número de átomos de cada elemento. 4 )Los valores obtenidos del número de átomos deben ser enteros, de no ser así, siga los siguientes pasos: ➢a)Dividir a todos entre el menor números de ellos, realizando aproximaciones convenientes en algunos casos. De no conseguir números enteros continúe al otro paso. ➢b)Multiplique a todos ellos entre el menor número entero que permita obtener números de átomos enteros.

Ejemplo 3 : El análisis de cierto compuesto, cuya masa molar es de 180 g/mol, revela que su composición porcentual, en peso, es 40 % de C, 6 , 67 % de H, y 53 , 33 % de O. ¿Cuál es la fórmula empírica (FE) y molecular (FM) del compuesto la cantidad en gramos de cada elemento en la muestra, o sea, la masa relativa de cada elemento en la muestra dada?

Resolución: Compuesto: C x

H

y

O

z ➢ Paso 1 : Se toma una base de muestra de 100 g. ➢ Paso 2 : Se determina la cantidad de sustancia, en mol, de cada uno de los elementos. ➢ Paso 3 : Se divide este último resultado por el valor más pequeño para obtener números enteros. Elemento Masa molar (g/mol) Masa (g) Mol (masa/PA) Divide por el menor valor C 12,0 40,0 3,333 1 H 1,0 6,67 6,670 2 O 16,0 53,33 3,333 1

Ejemplo 4 : El olor característico de la piña se debe a un éster que contiene C, H y O. La combustión de 2 , 78 g de este compuesto conduce a la formación de 6 , 32 g de CO 2 y 2 , 52 g de H 2 O. ¿Cuál es su FE? Las propiedades de este compuesto sugieren que su masa molecular está entre 100 y 120 g/mol. ¿Cuál es su FM? Resolución: Compuesto Éster: Cx Hy Oz ➢ Paso 1: Determinar las masas de C, H y O. ➢ MC = 12,0g C/44,0 g CO 2 x 6,32g CO 2 = 1,7236g M CO 2 = 12+16(2) = 44g 44g CO 2 _____ 12g C 6,32g CO 2 ___ MC = 1,7236g

➢ MH = 2 , 0 g H/ 18 , 0 g H 2 O x 2 , 52 g H 2 O = 0 , 2800 g M H 2 O = 2 (1)+16 = 18g 18g H 2 O _____ 2g H 2,52 g H 2 O ___ MH = 0,2800g ➢ MO = 2 , 78 g - ( 1 , 7236 + 0 , 2800 ) = 0 , 7764 g MO = M combustión - (MC + MH) = 0 , 7764 g