UNIDAD SIETE
FORMULA QUÍMICA Y COMPOSICIÓN
Definiciones
Es una forma de representar la composición cualitativa y cuantitativa de una sustancia.
Promedio ponderado de las masa atómica de todos los isotopos naturales de un elemento
Mol
Cantidad de una sustancia , cuya masa en gramos es numéricamente igual al peso formular de un elemento
Composición Porcentual
Lista de porcentajes en masa (peso) de cada elemento de un compuesto.
Peso Fórmula (Peso Molecular)
Conocido como peso molecular en la antigüedad se expresa en gramos , en la actualidad se llama masa fórmula y se mide en umas (unidades de masa atómica).
Se considera como la suma de los productos de los pesos atómicos de cada uno de los elementos del compuesto ,multiplicado por el numero de átomos de cada uno de los elementos pertenecientes a la fórmula.
Ejemplo:
| Fórmula | Elemento | # de átomo * la masa atómica | Masa Fórmula |
|
HNO3
| H:
N:
O:
| 1*1.08
1*14.01
3*16.0 | 1.08 uma
14.01 uma
48.0 uma
63.09 uma |
Átomo gramo
Es el peso atómico expresado en gramos , numéricamente es igual al peso atómico del elemento.
Fórmula Mínima o empírica o estequiometria a partir de la Composición
Es la fórmula que indica cuáles son los elementos que forman una sustancia y la proporción mínima entre átomos de los elementos que forman las moléculas.
Para calcular la fórmula mínima o empírica, se debe seguir los siguientes pasos:
1.-S e determina el número relativo de moles de cada elemento , dividiendo el porcentaje transformado en gramos para su masa atómica.
2.-Se determina el número relativos de átomos dividiendo el número relativo de moles para el menor valor de ellos.
Si la división por el menor valor no es un número entero se debe multiplicar por 2,3, etc. Hasta que el resultado sea número entero o muy próximo a un valor entero.
Ejercicio:
Calcular la forma empírica , para un compuesto que contiene:
K = 26.6%
Cr= 35.4%
O = 38.0%
Datos y cálculos para la fórmula Mínima
| E | m(E) | PA(E) | n(E)=m(E)/PA(E) | n(E)/menor n(E) |
| K
O | 26,6 g 35,4 g 38,0 g | 39,10 g/mol 52,0 g/mol 16,0 g/mol | n(K)=0.68 mol n(Cr)=0.68 mol n(o)=2.38 mol | 1 3.5 |
Como un valor no es entero se multiplica los valores por 2
( 1 : 1 : 3,5 ) * 2 = ( 2 : 2 : 7 )
K2Cr2O7
Fórmula Molecular o Verdadera
Es la fórmula que indica cuáles son los elementos que forman una sustancia y el número de átomos reales de cada elemento en la molécula de la sustancia.
Ejemplos de Fórmulas Moleculares
|
Sustancia | Fórmula Molecular
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| Agua oxigenada
| H202
|
|
| Ácido sulfúrico
| H2S04
|
|
| Glucosa
| C6Hl206
| |
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 45 Ejemplo de Fórmulas Mínimas y Moleculares
| Sustancia
| F. Mínima
| F. Molecular
|
| Agua Oxigenada -Acido sulfúrico Glucosa
| HO *2 H2SÜ4 *1 CH20 *6
| HO H2S04 C6ÍÍ1206
|
Después de observar el cuadro se puede generalizar que: -
La fórmula molecular o verdadera es igual a la fórmula mínima multiplicado por n,
donde n es un número entero igual a : 1, 2,.....
F. Molecular = (F. Mínima) n
masa molecular o peso molecular de la sustancia
masa de la fórmula mínima de la sustancia
Para calcular la fórmula molecular se necesitan:
1. Los mismos datos y cálculos necesarios para determinar la fórmula mínima.
2. El conocimiento de la masa molecular de la sustancia .
Ejemplo:
Calcular la fórmula molecular de una sustanciacuya composición centesimal es:
Na =17.04%,
S =47.41%,
O =35.55%
Masa Molecular = 270 g/mol. •
Solución -
Cálculo de la Fórmula Mínima
| E
| m(E)
| PA(E)
| n(E)= m(E)/PA(E)
| n{E)
|
| mennCE'}
| ||||
| Na
| 17.04 g
| 23 g/mol
| 0.74 mol
| 1
|
| S
| 47.41 g
| 32 g/mol
| 1.98 mol
| 2
|
| 0
| 35.55 g
| 16 g/mol
| 2.22 mol
| 3
|
Fórmula Mínima: NaSO
Cálculo de la Masa de la Fórmula Mínima: 23x1 + 32x2 + 16x3 = 135 g/mol
Cálculo de la Fórmula : 2(NaS203) =Na2S406
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 Al2OS3 es el número de partes en peso de aluminio en 100
partes en peso del Al2OS3, el porcentaje está expresado por un número 100 veces
más grande que la fracción.
•Datos y Cálculos para la Composición 21 partir de la Fórmula
La última columna representa el contenido fraccionario de los diferentes elementos
en el compuesto. Son números a dimensionales g/g.
La suma de las fracciones constituyentes de cualquier compuesto es igual a uno.
Se considera que 1 g (1 ton, 1 Ib, ... ) , contiene 0.529 g (1 ton, 1 Ib, ... )
de Al y O. 471 g (1 ton, 1 Ib,... ) de oxígeno.
El porcentaje de Al en el óxido de aluminio es el numero de partes en peso del
aluminio en 100 partes en peso de óxido de aluminio, entonces el porcentaje está
expresado por un número 100 veces más grande que la fracción. Por consiguiente
los porcentajes de Al y O son 52,9% y 47,1 % respectivamente. La suma de estos
Porcentajes es igual a 100%.
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