GC-FR-006

GC-FR-006

Composición porcentual, fórmula empírica, fórmula molecular

Composición porcentual a partir de fórmulas

-Esta magnitud especifica los porcentajes en masa de cada uno de los

elementos presentes en un compuesto

-La composición porcentual se obtiene al dividir la masa de cada

elemento contenida en 1 mol del compuesto entre la masa molar del

compuesto y multiplicado por 100%.

% elemento = n x masa molar del elemento

Masa molar del compuesto x 100 %

n es el número de moles del elemento contenidos en un mol de compuesto

Composición porcentual a partir de fórmulas

Ejemplo: H2SO4

Masa molar = 98 g

H : 2 x 1 g = 2 g

O = 4 x 16 g = 64 g

S = 1 x 32 g = 32 g

% H = 2

98

x 100 = 2.04 % de H

% O = 64

98

x 100 = 65.3 % de O

% S = 32

98

x 100 = 32.65 % de S

Calcular la composición porcentual en masa de cada uno de los elementos del ácido sulfúrico:

Fórmulas empíricas a partir de análisis

-La fórmula empírica de una sustancia indica el número relativo de átomos de cada elemento en una sustancia. Esta relación también se puede dar a nivel molar: 1 mol de agua, contiene dos moles de átomos de hidrógeno y 1 mol de átomos de oxígeno.

La relación entre los números de moles de cada elemento en un compuesto indica los subíndices de la fórmula empírica, de esta manera el concepto de Mol, nos permite calcular la fórmula empírica

Fórmulas empíricas a partir de análisis • La fórmula empírica nos da la composición de un compuesto, la cual esta

convenientemente representada por la composición porcentual de sus elementos que es EL PORCENTAJE EN MASA DE CADA ELEMENTO EN UN COMPUESTO

¿Cómo se obtiene EL PORCENTAJE?, dividiendo la masa del elemento contenida en un mol del compuesto y multiplicamos x 100

Ejemplo

1 mol de H2O2, tenemos 2 moles de átomos H y 2 moles de átomos de O

Masa molar H 1.008 g y O 16.00 g, H2O2 34.02 g

Entonces

%H = 2.016 x 100 = 5.926 %

34.02

%O = 32.00x 100 = 94.06 %

34.02

5.926 g 1 mol = 5.879 mol H 1.008 g

94.06 g 1 mol = 5.879 mol O 16.00 g

Fórmula Empírica HO

Ejemplo

Suponga que por análisis de una sustancia se obtienen 40.92 % de C, 4.58 % H y 54.50 % de O en masa,

¿Cómo determinamos su fórmula empírica?

- como la suma de todo es 100%, es conveniente considerar 100 g de sustancia

En 100 g de la sustancia habrá 40.92 g de C, 4.58 g de H y 54.50 g de O

- ahora calculamos el número de moles de cada elemento en el compuesto, ¿Cómo?

nC = 40.92 g C x 1 mol C = 3.407 mol C

12.01 g C

nH = 4.58 g H x 1 mol H = 4.54 mol H

1.008 g H

nO = 54.50 g O x 1 mol O = 3.406 mol O

16.00 g O

Fórmula Empírica C3.407H4.54O3.406 NECESITAMOS No ENTEROS!

• Podemos transfórmalos a números enteros dividiendo por el más pequeño,

• C: 3.407 = 1 H: 4.54 = 1.33 O: 3.406 = 1

3.406 3.406 3.406

Formula Empírica. CH1.33O

Aun no es la adecuada, entonces multiplicamos por un número entero para hasta obtener la cantidad correcta

1.33 x 3 = 3.99 aproximamos a 4 y multiplicamos la formula empírica y obtenemos : C3H4O3

6.64 g de K x 1 mol de K

39.1 g de K = 0.170 mol de K

8.84 g de Cr x 1 mol de Cr

52.0 g de Cr = 0.170 mol de Cr

9.52 g de O x 1 mol de O

16.0 g de O = 0.595 mol de O

a) Se calcula el número de moles de cada elemento: b) Y se divide por el menor número de moles

/ 0.170 mol K

/ 0.170 mol K

/ 0.170 mol K

= 1 mol K /mol K

= 1 mol Cr /mol K

= 3.5 mol O /mol K

1 K : 1 Cr: 3.5 O 2 K: 2 Cr: 7 O K2Cr2O7

Fórmulas empíricas a partir de análisis A partir de la composición porcentual de un compuesto (que puede obtenerse

mediante un analizador elemental), es posible deducir su fórmula más simple, o

fórmula empírica, que es una relación simple (relativa) de números enteros entre los

átomos que lo componen, no es una fórmula molecular

Ejemplo: calcular la fórmula empírica para un compuesto que contiene:

6.64 g de K, 8.84 g de Cr y 9.52 g de O.

Fórmula molecular a partir de fórmula empírica La fórmula empírica no tiene necesariamente que coincidir con la fórmula molecular.

Por ejemplo, la fórmula empírica del benceno es CH, que no tiene correspondencia con

ninguna molécula real, mientras que su fórmula molecular es C6H6.

“CH”

fórmula empírica C6H6

fórmula molecular

Para poder calcular la fórmula molecular es preciso conocer la fórmula empírica y la

masa molar aproximada de la sustancia, ya que la fórmula molecular pesa n veces la fórmula empírica.

Los subíndices de una fórmula molecular son siempre múltiplos enteros de la formula

empírica, por ende podemos obtener n si comparamos el peso formular con el peso molecular

n = Masa fórmula molecular

Masa fórmula empírica

Ejemplo: la fórmula empírica de la glucosa es CH2O, y su masa molecular es 180 uma. Escribir su fórmula molecular.

n = 180 grs/mol glucosa 30 grs/mol de CH2O

Fórmula molecular = (CH2O)n Masa CH2O = 12 uma + 2 uma + 16 uma = 30 uma,

= 6 (CH2O)6

C6H12O6

n = 121 g/mol

40 g de C3H4

Fórmula empirica = C3H4 Masa C3H4 = 3* 12.0 uma + 4* 1.0 uma = 40.0 uma,

= 3.02 (C3H4)3

C9H12

Ejemplo: la F.E. de C3H4 (mesitileno, hidrocarburo encontrado en el petroleo) tiene una masa molecular determinada experimentalmente de 121 uma. Determine su fórmula molecular.

Ejercicios:

• 1. Calcular la composición porcentual de:

• a) C12H22O11.

• b) C5H10O5

• c) C4H10O.

• 2. Determina la fórmula mínima ó empírica:

• a) 53.3 % de carbono, 11% de hidrógeno y 35.53% de oxígeno

• b) 75% de carbono y 25% de hidrógeno

• c) 85.7% de carbono y 14.3% de hidrógeno

• 3. Determina la fórmula molecular de:

• a) 40.0 %de carbono, 6.7 % de hidrógeno y 53.3 % de oxígeno y la masa

molecular experimental de 60 uma

• b) 41.4 % de carbono, 3.5 % de hidrógeno, 55.1 % de oxígeno y una

masa molecular experimental de 116 uma

• c) 74.0 % de carbono, 8.7 % de hidrógeno y 17.3 % de nitrógeno y tiene

una masa molecular experimental de 244 uma

GRACIAS

GC-FR-006