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lunes, 16 de abril de 2012

Cálculo de la fórmula mínima o empírica y de la fórmula molecular de un compuesto

La fórmula molecular del peróxido de hidrógeno, sustancia que se utiliza como antiséptico y como agente blanqueador para fibras textiles y decolorante del cabello es H2O2. Esta fórmula indica que cada molécula de peróxido de hidrógeno contiene dos átomos de H y dos átomos de O. La relación de átomos de H a átomos de O en esta molécula es 2:2 ó 1:1. La fórmula empírica del peróxido de hidrógeno es HO. En consecuencia, la fórmula empírica indica cuáles elementos están presentes y la relación mínima, en números enteros, entre sus átomos, pero no indica necesariamente el número real de átomos en una molécula determinada.
Una fórmula molecular indica la cantidad exacta de átomos de cada elemento que está presente en la unidad más pequeña de una sustancia.

Para determinar la fórmula empírica (mínima) y la fórmula molecular, una de las maneras más sencillas es armar un cuadrito, y voy a explicar con un ejemplo cómo se utiliza. Es muy fácil y espero que pueda ayudar a alguien con esto.

El cuadro que debemos armar es el siguiente:



Ahora vamos a resolver un problema utilizando este cuadro.

Problema.

Un óxido de antimonio tiene una proporción en masa de 5,10 gramos de antimonio por cada gramo de oxígeno. Sabiendo que la masa de una molécula del compuesto es de 9,69.10-22 gramos.
a) Determinar sus fórmulas empírica y molecular.
b) Indicar la atomicidad del O y Sb en la fórmula molecular.

Resolución

a)
El problema dice que hay 5,10 gr de Sb por cada gramo de O, y ese valor es el que colocaremos en la tabla, en la columna de masa, en la fila que corresponda:


El siguiente paso es sacar el porcentaje de la masa:

Si necesitas una calculadora, puedes consultar una calculadora online en el siguiente link: http://www.ecalc.com/

Si 6,10gr representan un 100%
    5,10gr _________________ X= 83,6%

y para el O hay que restar el porcentaje del Sb al 100% de la masa: 100-83,6=16,4%


 Una vez que se calculó el porcentaje de la masa, se debe dividir el porcentaje por la masa atómica correspondiente (A):

Se puede consultar la tabla periódica en el siguiente link: http://www.ptable.com/?lang=es o se puede descargar desde aquí: http://www.propanona.blogspot.com.ar/2009/10/tabla-periodica.html

ASb=122
AO=16

%Sb/ASb= 83,6/122= 0,685
%O/AO= 16,4/16= 1,03

   Se hace una comparación del resultado anterior y se toma el número de menor valor:
Sb= 0,685  menor valor
O= 1,03

 Una vez identificado se dividen ambos números por el menor (columna DIV POR <):
Sb:  0,685/0,685= 1
O:  1,03/0,685= 1,5


La columna "DIV POR <" debe dar números enteros; en este caso no ocurre, entonces se debe multiplicar ambos números por un número entero alfa, que dé como resultado números enteros. En este caso el único número decimal (que corresponde al O) es 1,5, entonces hay que buscar un alfa que al multiplicarlo por 1,5 dé otro número entero.
1,5 x 1= 1,5
1,5 x 2= 3 ---> cuando se multiplica 1,5 por 2 da como resultado 3 que es un número entero, entonces se coloca el número que se va a multiplicar (alfa) en la columna correspondiente.
Alfa=2
Aclaración: el número alfa no sólo va a multiplicar al número decimal de la columna "DIV POR <", sino todos los números de esta columna. En el caso de que todos los números de esta columna sean enteros, el valor de alfa es 1.



Cuando ya se obtuvo el valor de alfa, se pasa a la columna siguiente: "fm". Los números de esta columna se obtienen multiplicando alfa por los números de la columna "DIV POR <":
Sb: 1 x 2= 2
O: 1,5 x 2= 3


El resultado es la atomicidad de los elementos, y su fórmula empírica o mínima (fm): Sb2O3

 Para calcular la fórmula molecular (FM) se debe utilizar la fórmula:

FM=ß.fm

Donde FM es la masa de la fórmula molecular y fm es la masa de la fórmula mínima (empírica). ß es un número entero por el que se debe multiplicar la atomicidad de los elementos de la fm y el resultado da la atomicidad de la fórmula molecular (FM)
NOTA: cuando se habla de la masa de la FM y fm, hablamos de masa molar

fm= Sb2O3 ---> Masa molar: 2.Ar Sb + 3.Ar O= 2.122 + 3.16= 292 (fm)

El problema dice que la masa de una molécula del compuesto es de 9,69.10-22 gr, y como 1 mol son 6,02.10-23 moléculas, se debe sacar la masa de esa cantidad de moléculas que son la que corresponden a la masa molar.

1 molécula ___________________ 9,69.10-22 gr
6,02.10-23 moléculas _________X= 583,3 gr

Como ya tenemos las masas molares de las fm y FM, la única incógnita es ß y se puede calcular despejando de la ecuación:

FM= ß.fm ---> ß= FM/fm ---> 583,3/292= ß ---> 1,99= ß ---> ß= 2

Una vez calculado ß, se toman las atomicidades de la fm y se multiplican por ß; el resultado da la atomicidad de la FM:

Sb= 2 x 2= 4
O= 3 x 2= 6

FM: Sb4O6

b)
Sb: 4
O: 6


Espero que se haya entendido :) 
Cualquier consulta pueden preguntar.
 
 

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