FORMULA QUÍMICA Y COMPOSICIÓN
Generalidades
Definiciones:
Fórmula Química
Es la representación de los elementos que forman un compuesto y la proporción en que se encuentran, o del número de átomos que forman una molécula. También puede darnos información adicional como la manera en que se unen dichos átomos mediante enlaces químicos e incluso su distribución en el espacio. Para nombrarlas, se emplean las reglas de la nomenclatura o formulación química.
Masa Atómica
Es la masa de un átomo, más frecuentemente expresada en unidades de masa atómica unificada. La masa atómica puede ser considerada como la masa total de protones y neutrones en un solo átomo (cuando el átomo no tiene movimiento). La masa atómica es algunas veces usada incorrectamente como un sinónimo de masa atómica relativa, masa atómica media y peso atómico; estos últimos difieren sutilmente de la masa atómica.
Mol
Cantidad de sustancia, cuya masa en gramos es numericamente igual al peso formular de la sustancia.
Composición Porcentual
Lista de los porcentajes en masa (peso) de cada elemento de un compuesto.
Peso Fórmula (peso molecular)
Antiguamente se llamaba peso molecular expresado en gramos, actualmente se denomina masa fórmula y se mide en umas (unidades de masa atómica).
Es la suma de los productos de los pesos atómicos de cada uno de los elementos que aparecen en el compuesto, multiplicados respectivamente por el número de átomos de cada elemento indicado en la fórmula.
Cuadro
Ejemplo de cálculos de masa fórmula o peso molecular
FÓRMULA | ELEMENTO | MASA ATÓMICA | MASA FÓRMULA |
H2O | H: O: | 2*1.08 1*16.00 | 2.16 uma 16.00 uma 18.16 uma |
Fe(SO4)3 | Fe: S: O: | 2*56.00 3*32.00 12*16.00 | 112.00 uma 96.00 uma 142.00 uma 400.00 uma |
H2SO4 | H: S: O: | 2*1.08 1*32.00 4*16.00 | 2.16 uma 32.00 uma 64.00 uma 98.16 uma |
Átomo Gramo
Es el peso atómico expresado en gramos, numericamente es igual al peso atómico del elemento.
Fórmula Mínima o Empirica o Estereoquímica a partir de la composición
Es la fórmula que indica cuales son los elementos que forman una sustancia y la proporción mínima entre átomos de los elementos que froman la molécula.
Cuadro
Representación de fórmulas moleculares o mínimas
SUSTANCIA | FÓRMULA MOLECULAR | F. MÍNIMA |
Agua oxigenada | H2O2 | HO |
Benceno | C6H6 | CH |
Glucosa | C6H12O6 | CH2O |
Para calcular la fórmula mínima o empírica, seguir los siguientes pasos:
<! Se determina el número relativo de moles de cada elemento, dividiendo el porcentaje transformado en gramos para su masa atómica.
<! Se determina el número relativo de átomos dividiendo el número relativo de moles para el valor menor de ellos (números enteros).
Ejemplo
Un compuesto cuyo análisis es:
O: 44.98%
Mg: 17.09%
Al: 37.93%
El porcentaje es (porcentaje en peso), número de gramos del elemento en 100 gramos del compuesto.
Solución
Cuadro
Datos y Cálculos para la Fórmula Mínima
E | m(E) | PA(E) | n(E)=m(E)/PA(E) | n(E) /men n(E) |
Mg Al O | 17.09 g 37.93 g 44.98 g | 24.31 g/mol 26.98 g/mol 16.00 g/mol | 0.703 mol 1.406 mol 2.812 mol | 1 2 4 |
Las cantidades 1: 2: 4 son números de moles de átomos de los elementos constituyentes en el peso fijo del compuesto teniendo como base 100 g. entonces la fórmula empírica es:
MgAl2O4
Cuando la división por el menor, los resultados noson números enteros se deben multiplicar todos los resultados por 2, 3, etc. Hasta que los resultados sean números enteros o muy próximos, por ejemplo: 3.9 aproximadamente 4.
Fórmula Molecular o Verdadera
Es la fórmula que indica cuales son los elementos que forman una sustancia y el número de átomos reales de cada elemento en la molécula de la sustancia.
Cuadro
Ejemplo de fórmulas Moleculares
SUSTANCIA | FÓRMULA MOLECULAR |
Agua Oxigenada | H2O2 |
Ácido Sulfúrico | H2SO4 |
Glucosa | C6H12O6 |
La fórmula molecular es mucho más importante que la fórmula mínima porque representa realmente la molécula de una sustancia ya sea cualitativa y cuantitativamente.
La fórmula mínima muchas veces es una simplificación de la fórmula molecular como podemos observar en el cuadro correspondiente. La fórmula molecular coincide o es un múltiplo exacto de la fórmula mínima.
Cuadro
Ejemplo de Fórmulas Mínimas y Moleculares
SUSTANCIA | F. MÍNIMA | F. MOLECULAR |
Agua oxigenada | HO * 2 | H2O2 |
Ácido sulfurico | H2SO4 * 1 | H2SO4 |
Glucosa | CH2O * 6 | C6H12O6 |
Después de observar el cuadro se puede generalizar que:
La fórmula molecular o verdadera es igual a la fórmula mínim,a multiplicando por n, donde n es un número entero igual a:1, 2, …..
F. Molecular = (F. Mínima)n
para calcular la fórmula molecular se necesitan:
<! Los mismos datos y cálculos necesarios para determinar la fórmula mínima.
<! El conocimiento de la masa molecular de la sustancia.
Ejemplo
Calcular la fórmula molecular de una sustancia cuya composición centesimal es:
Na = 17.04%
S = 47.41%
O = 35.55%
Masa molecular = 270 g/mol,
Solución
Cuadro
Cálculo de la Fórmula Mínima
E | m(E) | PA(E) | n(E) = m(E)/PA(E) | <!--[if !msEquation]--> |
Na S O | 17.04 g 47.41 g 35.55 g | 23 g/mol 32 g/mol 16 g/mol | 0.74 mol 1.98 mol 2.22 mol | 1 2 3 |
Fórmula Mínima: NaS2O3
Cálculo de la masa de la fórmula mínima: 23*1 + 32*2 + +16*3= 135 g/mol
Cálculo de la fórmula molecular: 2(NaS2O3) = Na 2S 4O6
Composición a partir de la fórmula
La existencia de una fórmula para un compuesto implica que existe una relación fija entre los pesos de los elementos en el compuesto o entre el peso de un elemento y el peso del compuesto como un todo.
Ejemplo:
El porcentaje de Al en el Al2O3, es el número de partes en peso de aluminio en 100 partes en peso del Al2O3, el porcentaje está expresado por un número 100 veces más grande que la fracción.
Cuadro
Datos y Cálculos para la Composición a partir de la Fórmula
n(E) | PA(E) | m(E)= n(E) | m(E) por g del compuesto |
Al2 2moles O3 3 moles Al2O3 1 mol | 27 g/mol 16 g/mol | 54 g 48 g P.F. 102 g | 0.529 0.471 1.00 |
No hay comentarios:
Publicar un comentario