Fórmula empírica y molecular.
Hoy en día conocemos, vemos en los libros, las fórmulas de los compuestos mas comunes.
Nos podemos encontrar que el gas butano que utilizamos como combustible es C4H10. Ya sabemos que esto significa que en cada molécula hay 4 átomos de carbono y 10 átomos de hidrógeno. Si cogemos 1 mol de butano tendremos 4 moles de átomos de carbono y 10 moles de átomos de hidrógeno.
Si deseamos conocer su masa en detalle será:
La bombona tiene 12,5 kg de butano
pero en 1 mol de butano que pesa 58 g hay 48 g de átomos carbono y 10 g de átomos de hidrógeno. Manteniendo esta proporción:
en 12,5 kg de butano hay 10,3 kg de átomos de carbono y 2,2 kg de átomos de hidrógeno.
Partimos de la fórmula y averiguamos las cantidades de cada átomo presente en esa molécula.
Los científicos tienen un problema algo más complicado. Tienen las masas de los átomos y tienen que averiguar la fórmula. Por medio de diferentes reacciones averiguan la composición centesimal de un compuesto y a partir de ahí tratan de averiguar la fórmula.
Este soldador está utilizando un gas que contiene un 92,3 % de carbono y el resto 7,7% de hidrógeno. ¿cual es su fórmula?En la fórmula tenemos que encontrar los subíndices (x,y) que representan el número de átomos de carbono y de hidrógeno del compuesto CxHy.
Partimos de 100 g de compuesto, aquí hay 92,3 g de carbono y 7,7 g de hidrógeno.
En moles esto representa 92,3/12 = 7,7 moles de carbono y 7,7/1=7,7 moles de carbono
Los moles de carbono y de hidrógeno están en la misma relación. Si no fuera tan evidente dividiríamos por el número más pequeño para averiguar la relación.
No sabemos que números son x e y, solo sabemos que son iguales. Si cogemos el valor más pequeño 1,1 tenemos la fórmula empírica
CH que puede ocurrir que no sea la real aunque ya nos indica una posible relación.
Para averiguar la formula real (molecular) necesito realizar algún experimento que me permita conocer su masa molar M. Por ejemplo medir su densidad, la masa de 1L de gas etc. Realizado este experimento con el gas de la soldadura se obtiene el valor M=26g. Por tanto x e y deben tgener el valor 2 para obtener M=26g. El gas de la soldadura es acetileno cuya fórmula es C2H2.
Puedes intentar estos ejercicios:
1. Calcula el porcentaje de hierro en g. de cada uno de estos minerales: FeO, Fe2 O3, FeCO3.
2. Según indica la fórmula del carbonato sódico (Na2CO3), por cada átomo de carbono hay 2 átomos de sodio y 3 átomos de oxígeno. Pero, ¿cuál es la composición centesimal en masa de estos elementos?
3. La composición porcentual del componente más importante del mármol (en masa) es la siguiente:calcio (40 %), carbono (12 %) y oxígeno (48 %).
¿Cuál es, por tanto, la fórmula química empírica del mármol?
4. La acetona tiene una composición en peso de 10,34% de H, 62,07% de C y el resto es Oxígeno. Averiguar su fórmula empírica. Con los resultados de la experiencia del laboratorio M= 58g. ¿Cuál es su fórmula real?
5. Calcula la fórmula química empírica del compuesto 1,1, 1-tricloroetano (se utiliza en productos líquidos correctores). Ten en cuenta que su composición centesimal es la siguiente; C (17,98 %), Cl (79,77 %), H (2,25 %).
6. 1 g de zinc ha reaccionado totalmente con ácido clorhídrico que había de sobra y se han obtenido 2,09 g de cloruro de zinc, tal y como han comprobado en un grupo de trabajo. Escribe la fórmula empírica del compuesto que se ha obtenido.
7. Cuando 1 g de cobre arde completamente, se obtienen 1,25 g de un óxido de cobre. Calcula lo fórmula empírica de este óxido.
8. El mineral extraído de una mina tiene 90 % de CuS, ¿Cuánto masa del mineral será necesaria para obtener una tonelada de cobre?