calculos utilizados en quimica analitica

Tal FÓRMULA EMPÍRICA Y MOLECULAR

La fórmula empírica muestra la mínima relación de números enteros de átomos presentes en un compuesto, no es la fórmula real.

La formula molecular muestra el número de átomos de cada elemento que constituyen un determinado compuesto. Es la fórmula real.

Dos compuestos pueden tener la misma fórmula empírica, pero no la molecular, excepto en los casos de isomería muy frecuentes en química orgánica.

Ejemplos:

Compuesto	Fórmula molecular	Fórmula empírica
Acetileno	C2H2	CH
Benceno	C6H6	CH
Formaldehído	CH2O	CH2O
Ácido acético	C2H4O2	CH2O
Glucosa	C6H12O6	CH2O
Dióxido de carbono	CO2	CO2
Hidrazina	N2H4	NH2

A partir de la composición porcentual de un compuesto, podemos calcular la fórmula empírica y la molecular de dicho compuesto.

Ejemplo:
El propileno es un hidrocarburo cuya masa molar es de 42.00 g y contiene 14.3% de H y 85.7% de C. ¿Cuál es su fórmula empírica?¿Cuál es su fórmula molecular?

PASO 1 Tomar como base 100 g del compuesto, lo cual nos permite expresar los porcentajes como gramos.

En 100 g de propileno hay
	14.3 g de H
	85.7 g de C

 

PASO 2 Convertir los gramos a moles.

14.3 g H

(

1 mol de H 1.01 g H

)

=14.16 mol H

85.7 g de C

(

1 mol de C 12.01 g C

)

=7.14 mol C

PASO 3 Dividir cada valor obtenido en el paso 2 entre el menor de ellos. Si los números obtenidos son enteros, usarlos como subíndices para escribir la fórmula empírica. Si los valores no son enteros , se deben multiplicar por el entero más pequeño que de por resultado otro entero.

H

14.6 7.14

= 2.04

C

7.14 7.14

= 1.0

Los decimales de .0 y .9 se aproximan al entero más cercano.

FÓRMULA EMPÍRICA: CH2

PASO 4 Obtener la masa molar de la fórmula empírica y dividir, la masa real proporcionada como dato del problema entre la masa molar de la fórmula empírica. El resultado debe ser entero o muy cercano a un entero. Este número conocido "n" (unidades de fórmula empírica) se multiplica por los subíndices de la fórmula empírica para obtener la fórmula molecular.

Fórmula empírica CH2

C 1 x 12.01 =	12.01			n =	42.00 14.03	= 2.99 3
H 2 x 1.01 =	2.02 +
	14.03

FÓRMULA MOLECULAR: C3H6

Para poder obtener la fórmula molecular necesitamos calcular la empírica aun cuando el problema no la pida.

Un sulfuro de hierro contiene 2.233 g de Fe y 1.926 g de S. Si la masa molar del compuesto es 208 g, ¿cuál es la fórmula molecular del compuesto?
Como en este problema los datos están expresados en gramos, se omite el primer paso y directamente pasamos al PASO 2.

2.233 g Fe

(

1 mol Fe 55.85 g Fe

)

= 0.0399 0.04mol Fe

32.06 g S

(

1.926 g S 1 mol S

)

= 0.06 mol S

PASO 3

Fe

0.04 0.04

= 1

S

0.06 0.04

= 1.5

Las fracciones de 0.5 no se pueden redondear. El número más pequeño que multiplicado por 1.5 da un entero es 2.
A continuación se muestra una tabla con los decimales y el entero por el que se deben multiplicar.

Fracción decimal	Multiplicar por
0.5	2
0.3	3
0.25	4

En este caso usaremos el número 2 el cual debe multiplicarse por los cocientes de cada elemento.

Fe 1 x 2 = 2

S 1.5 x 2 = 3

FÓRMULA EMPÍRICA: Fe2S3

PASO 4

Fe2S3

Fe	2 x 55.85 =	111.7
S	3 x 32.06 =	96.18 +
		207.88 g

n =

208 207.88

=1

Como en este caso n = 1, la fórmula empírica y la molecular son iguales.

RELACION ESTEQUIOMETRICA ENTRE LA MOL-MASA

RELACION MASA-MOL

El balance de las ecuaciones es la base principal de la estequiometría, ya que, es el primer paso a realizar cuando se quiere cuantificar algún proceso químico.
La información proporcionada por las ecuaciones químicas se interpreta de acuerdo a las necesidades.

Las relaciones de este tipo tienen uno de sus datos en unidades de masa y el otro en moles. Tal como se ilustra en problema descrito a continuación:

EJEMPLOS DE MOL MASA

¿Cuántas moles de hierro representan 25.0 g de hierro (Fe)?
Necesitamos convertir gramos de Fe a moles de Fe. Buscamos la masa atómica del Fe y vemos que es 55.85 g . Utilizamos el factor de conversión apropiado para obtener moles.

25.0 g Fe

(

1 mol 55.85 g

)

= 0.448 moles Fe

La unidad del dato y del denominador del factor de conversión debe ser la misma

¿Cuántos átomos de magnesio están contenidos en 5.00 g de magnesio (Mg)?
Necesitamos convertir gramos de Mg a átomos de Mg.
Para este factor de conversión necesitamos la masa atómica que es 24.31 g.

5.00 g Mg

(

1 mol 24.31 g

)

= 0.206 mol Mg

¿Cuál es la masa de 3.01 x 10 átomos de sodio (Na)?
Utilizaremos la masa atómica del Na (22.99 g) y el factor de conversión de átomos a gramos.

3.01 x 1023 átomos Na

(

22.99 g 6.023 x 10 átomos

)

= 1.31 x 10  átomos Na