COMPOSICIÓN PORCENTUAL Y MOLAR La fórmula de un compuesto indica el número de átomos de cada elemento presente en una unidad del compuesto. A partir de la fórmula del compuesto es posible calcular el porcentaje que cada elemento proporciona a la masa total del compuesto, así poder determinar la pureza del mismo. La composición porcentual en masa es el porcentaje en masa de cada elemento en un compuesto. La composición porcentual se obtiene al dividir la masa de cada uno de los elementos en 1 mol del compuesto entre la masa molar del compuesto compue sto y multiplicándolo por 100%.
Composición porcentual de un elemento = Por ejemplo, en 1 mol de peróxido de hidrógeno (H2O2) hay 2 moles de átomos de H y 2 moles de átomos de O. La masa molar de H2O2 es 34.02g, de H es 1.008g y de O es 16g. La composición porcentual de H2O2 se calcula de la siguiente forma:
La suma de los porcentajes es 99.99%. La poca diferencia al 100% es debido al redondeo de las masas molares de los dos elementos.
Formula impirica Intentare no confundirte mucho. Primero veamos la empirica: Esta se define como la razon de atomos mas simple en el compuesto. Sus pasos: 1.- Se escribe la composicion de cada elemento en forma de columna: 2.- Esta composicion equivale a la masa en gramos 3.- Se anota el peso atomico de cada uno de los elementos 4.- Se divide la masa entre el peso atomico para cada uno de los elementos 5.- Se divide cada cosciente co sciente del peso anterior entre el minimo valor va lor obtenido 6.- Estos coeficientes obtenidos corresponden a los atomos de cada elemento en la formula minima EJEMPLO ¿Cual es la formula empirica de un compuesto que tiene la sig. composicion: C040.0% H=6.70% y O=53.33% paso 1 2 3 4 5 6 C 40.0% - 40g - 12g 40/12 = 3.33 / 3.33 = 1 H 6.70% - 6.70g-1g 6.70/1= 6.70 / 3.33= 2
O 53.3% -53.3g-16g 53.3/16=3.33/3.33= 1 Entonces su formula empirica seria CH2O
formula molecular: Para determinar la formula molecular real de un compuesto es necesario conocer en primer lugar la formula empirica y la masa molecular de dicho compuesto. Ahora bien para determinar la formula empirica es necesario conocer la composicion porcentual del compuesto y las masas atomicas de sus constituyentes (o sea lo de arriba) Ejemplo: el compuesto tiene una composicion de C=85.69% H=14.31%; ademas tiene un peso molecular de 56 C 85.69% 85.69g 12g 85.69/12 =7.14 /7.14= 1 H 14.31% 14.31% 1g 14.31/1 =14.31/7.14=2 formula empirica CH2 Ahora sacamos su masa atomica C= 12X1 =12 H= 1X2 = 2 -------14g Ahora bien, dividimos el peso molecular (59) entrte los 14 obtenidos de la masa PM= 56/14 = 4 Multiplicamos nuestra formula empirica por estos cuatro que obtuvimos: (CH2)4 y asi obtenemos la formula molecular C4H8
EJEMPLO. Un compuesto orgánico contiene carbono, hidrógeno y oxígeno. Al quemar 1,275 g de sustancia se forman 1,869 g de dióxido de carbono, CO2, y 0,765 g de agua, H2O. El dióxido de carbono contiene 27,29 % de carbono y el agua 11,19% de hidrógeno. A 80 ºC Y 745 mm, 0,641 g de sustancia ocupan en estado de vapor 316 cm3. A partir de estos datos hallar la fórmula de este compuesto y su peso molecular exacto.
Hallaremos primero la proporción de carbono e hidrógeno en el compuesto y, por diferencia, la proporción de oxígeno. Se tiene:
La relación de moles de átomos en 100 g de compuesto es
La relación Ente el número de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno es 3,33 : 6,66: 3,33 y dividiendo sus términos por el menor se tiene la relacióri 1 : 2: 1i expresada con números enteros sencillos. La fórmula empírica o más sencilla de la substancia es CH2O con un peso fórmula de 30,027. La fórmula molecular será un múltiplo de la fórmula empírica o bien esta misma y su peso molecular aproximado será 30 ó un múltiplo de este valor. Calcularemos este peso molecular de la expresión que resulta de la ecuación general de los gases. Tenemos
El peso molecular aproximado de la sustancia es 59,9, doble del correspondiente a la fórmula empírica. En consecuencia, la fórmula correcta molecular del compuesto es C2H4O2 y su peso molecular exacto es 60,054 g/mol.
