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Determinación de Fórmulas
   Químicas (Empírica y
       Molecular)
Símbolos y Fórmulas
• Los símbolos: representan de forma abreviada los
elementos químicos y los átomos de dichos elementos.

   Oxígeno: moléculas formadas por dos
   átomos de oxígeno          O2 (subíndice q      J. Berzelius
                                                  Cuprum → Cu
   indica el nº de átomos en la molécula)

• Las fórmulas: representan, de forma abreviada, las sustancias
químicas tal y como se presentas en condiciones estándar (25 0C y 1
atm.). Símbolos + subíndices q indican el nº de átomos de cada
elemento.

              Ácido sulfúrico: dos átomos de
              hidrógeno por uno de azufre y                H2SO4
              cuatro de oxígeno
Significado de las fórmulas
Doble significado:
• Cualitativo: indican la clase de elementos presentes en
la sustancia.
• Cuantitativo: expresan la proporción correspondiente a
cada elemento dentro de la sustancia.

   Molécula de amoniaco, NH3 indica:
      • que el amoniaco está compuesto por dos elementos:
      nitrógeno e hidrógeno.
      • que cada molécula de amoniaco consta de cuatro
      átomos: tres de hidrógeno y uno de nitrógeno.
Tipos de fórmulas
• Fórmula empírica: informa sobre la relación más sencilla
en que se encuentran los átomos de una sustancia.
    Fórmula empírica del butano     C2H5

• Fórmula molecular: aplicable sólo a sustancias
moleculares, nos informa del nº de átomos que integran
cada molécula.
    Fórmula molecular del butano         (C2H5) = C4H10

• Fórmula estructural: indica como se
encuentran distribuidos y situados los
distintos átomos en una molécula o
estructura iónica
Determinación de fórmulas moleculares y
                 empíricas
Para conocer una sustancia hay que:
   • Comprobar si es una sustancia pura
   • Realizar un análisis cuantitativo de los elementos que la forman
   • Por último, determinar la fórmula empírica.
   Determinación de la fórmula de un compuesto conocida su
   composición centesimal (Método Cannizzaro):

   • Se divide el % de cada elemento, por la masa molar → moles
   del elemento
   • Los moles son proporcionales a los subíndices, del átomo
   correspondiente, en la fórmula empírica → se dividen por el
   menor. Si no todos resultan ser nº naturales, se multiplican por
   nº sencillos (2, 3, …)
Ejercicio 1
Una sustancia orgánica que se supone pura ha dado la siguiente
composición centesimal: 20.00% de C; 26.67% de O; 46.67% de N y
6.67% de H. Determina su fórmula empírica.

Sea CxOyNzHv la fórmula empírica
Tenemos que calcular x, y, z , v, que son proporcionales al nº de moles de
los diferentes átomos
                                             Dividiremos por 1.67
     20.00            26.67                    1.67         1.67
 x         1.67     y        1.67        x           1; y          1;
      12                16                     1.67         1.67
     46.67            6.67                    3.33            6.67
 z         3.33     v       6.67         z          1.99; v           3.99
      14              1.00                    1.67            1.67

Por tanto: x=1; Y=1; Z=2; V=4 y la fórmula es CON2H4 (urea)
Ejercicio 2
La masa de un hidrocarburo gaseoso contenido en un matraz de 500
ml a 37 0C y 0.84 atm es de 0.496 g. Si contiene 80% de carbono.
Halla la fórmula empírica y la molecular.
    • La fórmula empírica para un hidrocarburo es CxHy, donde:
      80          100 80
x          6.67 y          20.00                            La fórmula empírica es CH3
      12            1.00
       6.67         20                                      Fórmula molecular (CH3)n
x             1 y        3
       6.67        6.67                                   mRT                   mRT
                                        pV    nRT      pV                  M
    • Calculamos la                                         M                    pV

    masa molecular                           0.496g 0.082 atm L                     310 K
                                        M                           mol 1 K     1
                                                                                            30.02 g
                                                           0.84 atm 0.5 L                             mol

M      n M empírica   30.02 g         n (12 3 1) g          n 15 g
                                mol                  mol             mol       Fórmula molecular
      30.02 g
n               mol   2                                                        (CH3)2→ CH3CH3
       15 g
              mol
Ejercicio 3
La aspirina es un analgésico muy conocido. Su composición, al analizar 1g
de aspirina comercial, es la siguiente: 0.6 g de C; 0.044 g de H y el resto, de
oxígeno. Determina su fórmula empírica y molecular (M molec = 180 u)

                                    0.6 g                     0.044g
• Fórmula empírica CxHyOz     x              0.05 mol C y                    0.044 mol H
                                  12 g                      1.00 g
                                       mol                         mol
1º calculamos moles               1 (0.6 0.044) g
                              z                       0.0222 moles O
                                       16 g
                                            mol

                             0.05             0.044          0.022
• Dividimos por el      x:         2.24; y :          2; z :             1
                            0.0222           0.0222          0.022               C9H8O4
menor nº                x : 2.24 4 9; y : 2 4 8; z : 4 1 4

                         M   n M empirica   180 n (9 12 8 1 4 16)
• Fórmula molecular
                                   180                                           C9H8O4
                         n                   1
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Determinación de fórmulas químicas (empírica y molecular)

  • 1. Determinación de Fórmulas Químicas (Empírica y Molecular)
  • 2. Símbolos y Fórmulas • Los símbolos: representan de forma abreviada los elementos químicos y los átomos de dichos elementos. Oxígeno: moléculas formadas por dos átomos de oxígeno O2 (subíndice q J. Berzelius Cuprum → Cu indica el nº de átomos en la molécula) • Las fórmulas: representan, de forma abreviada, las sustancias químicas tal y como se presentas en condiciones estándar (25 0C y 1 atm.). Símbolos + subíndices q indican el nº de átomos de cada elemento. Ácido sulfúrico: dos átomos de hidrógeno por uno de azufre y H2SO4 cuatro de oxígeno
  • 3. Significado de las fórmulas Doble significado: • Cualitativo: indican la clase de elementos presentes en la sustancia. • Cuantitativo: expresan la proporción correspondiente a cada elemento dentro de la sustancia. Molécula de amoniaco, NH3 indica: • que el amoniaco está compuesto por dos elementos: nitrógeno e hidrógeno. • que cada molécula de amoniaco consta de cuatro átomos: tres de hidrógeno y uno de nitrógeno.
  • 4. Tipos de fórmulas • Fórmula empírica: informa sobre la relación más sencilla en que se encuentran los átomos de una sustancia. Fórmula empírica del butano C2H5 • Fórmula molecular: aplicable sólo a sustancias moleculares, nos informa del nº de átomos que integran cada molécula. Fórmula molecular del butano (C2H5) = C4H10 • Fórmula estructural: indica como se encuentran distribuidos y situados los distintos átomos en una molécula o estructura iónica
  • 5. Determinación de fórmulas moleculares y empíricas Para conocer una sustancia hay que: • Comprobar si es una sustancia pura • Realizar un análisis cuantitativo de los elementos que la forman • Por último, determinar la fórmula empírica. Determinación de la fórmula de un compuesto conocida su composición centesimal (Método Cannizzaro): • Se divide el % de cada elemento, por la masa molar → moles del elemento • Los moles son proporcionales a los subíndices, del átomo correspondiente, en la fórmula empírica → se dividen por el menor. Si no todos resultan ser nº naturales, se multiplican por nº sencillos (2, 3, …)
  • 6. Ejercicio 1 Una sustancia orgánica que se supone pura ha dado la siguiente composición centesimal: 20.00% de C; 26.67% de O; 46.67% de N y 6.67% de H. Determina su fórmula empírica. Sea CxOyNzHv la fórmula empírica Tenemos que calcular x, y, z , v, que son proporcionales al nº de moles de los diferentes átomos Dividiremos por 1.67 20.00 26.67 1.67 1.67 x 1.67 y 1.67 x 1; y 1; 12 16 1.67 1.67 46.67 6.67 3.33 6.67 z 3.33 v 6.67 z 1.99; v 3.99 14 1.00 1.67 1.67 Por tanto: x=1; Y=1; Z=2; V=4 y la fórmula es CON2H4 (urea)
  • 7. Ejercicio 2 La masa de un hidrocarburo gaseoso contenido en un matraz de 500 ml a 37 0C y 0.84 atm es de 0.496 g. Si contiene 80% de carbono. Halla la fórmula empírica y la molecular. • La fórmula empírica para un hidrocarburo es CxHy, donde: 80 100 80 x 6.67 y 20.00 La fórmula empírica es CH3 12 1.00 6.67 20 Fórmula molecular (CH3)n x 1 y 3 6.67 6.67 mRT mRT pV nRT pV M • Calculamos la M pV masa molecular 0.496g 0.082 atm L 310 K M mol 1 K 1 30.02 g 0.84 atm 0.5 L mol M n M empírica 30.02 g n (12 3 1) g n 15 g mol mol mol Fórmula molecular 30.02 g n mol 2 (CH3)2→ CH3CH3 15 g mol
  • 8. Ejercicio 3 La aspirina es un analgésico muy conocido. Su composición, al analizar 1g de aspirina comercial, es la siguiente: 0.6 g de C; 0.044 g de H y el resto, de oxígeno. Determina su fórmula empírica y molecular (M molec = 180 u) 0.6 g 0.044g • Fórmula empírica CxHyOz x 0.05 mol C y 0.044 mol H 12 g 1.00 g mol mol 1º calculamos moles 1 (0.6 0.044) g z 0.0222 moles O 16 g mol 0.05 0.044 0.022 • Dividimos por el x: 2.24; y : 2; z : 1 0.0222 0.0222 0.022 C9H8O4 menor nº x : 2.24 4 9; y : 2 4 8; z : 4 1 4 M n M empirica 180 n (9 12 8 1 4 16) • Fórmula molecular 180 C9H8O4 n 1 (9 12 8 1 4 16)