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Fórmulas empírica y molecular a partir de composición centesimal 0001

Viernes 20 de octubre de 2017, por F_y_Q

Una sustancia gaseosa contiene un 48,7\% de carbono, un 8,1\% de hidrógeno y el resto de oxígeno. Si su masa molar es de 74 g/mol, determina cuáles son sus fórmulas empírica y molecular.

P.-S.

Si tomamos como base 100 g del compuesto del que queremos determinar las fórmulas empírica y molecular, los porcentajes que nos da el enunciado se nos convierten en masa expresada en gramos. Por lo tanto, dividiendo por la masa atómica de cada elemento, podremos determinar los moles de cada uno:
\frac{48,7}{12} = 4,06 (C)
\frac{8,1}{1} = 8,1 (H)
\frac{(100 - 48,7 - 8,1)}{16} = 2,7(O)
Como las moléculas se forman a partir de proporciones numéricas sencillas, dividimos por el valor más bajo de los que hemos obtenido para darle el valor 1 de referencia:
\frac{4,06}{2,7} = 1,5 (C)
\frac{8,1}{2,7} = 3 (H)
\frac{2,7}{2,7} = 1 (O)
Ahora podemos escribir la fórmula empírica. Observemos que podríamos hacerlo de manera que aparecieran los factores que acabamos de calcular: C_{3/2}H_3O pero parece lógico pensar que es mejor considerar que los átomos están "enteros" en las moléculas, ¿verdad? Debo decir que no es necesario hacer esta consideración y que la fórmula anterior es nuestra fórmula empírica y es válida. No obstante, si queremos que quede más "legible" podemos multiplicar por dos los subíndices y así no varía la proporción entre cada tipo de átomo y desaparece ese 3/2 que parece que afea el resultado. Nos quedaría una fórmula empírica como esta: \bf C_3H_6O_2.
Ahora debemos calcular cuántas veces se repite esta fórmula empírica en nuestro compuesto. Para ello debemos usar el valor de la masa molecular del compuesto, que es 74 g/mol. Calculamos la masa de la fórmula empírica y la comparamos con la masa molecular del compuesto y podemos ver cuántas veces se repite:
C_3H_6O_2: 3\cdot 12 + 6\cdot 1 + 2\cdot 16 = 74\ g/mol
¡¡Coinciden los valores!! Eso quiere decir que nuestra fórmula empírica y molecular es la misma.

(Si no se elimina el subíndice fraccionario en la fórmula empírica, que es mejor no hacerlo en este nivel, no coinciden ambas fórmulas y se puede descubrir que la fórmula molecular es el doble que la empírica. Te animo a que lo practiques).

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