Fórmulas empírica y molecular a partir de composición centesimal (4286)

, por F_y_Q

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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 tomas como base 100 g del compuesto del que quieres determinar las fórmulas empírica y molecular, los porcentajes que da el enunciado se te convierten en masa expresada en gramos. Por lo tanto, dividiendo por la masa atómica de cada elemento, podrás 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, divides por el valor más bajo de los que has obtenido para darle el valor 1 de referencia:

\frac{4.06}{2.7} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 1.5\ \ce{C}}

\frac{8.1}{2.7} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 3\ \ce{H}}

\frac{2.7}{2.7} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 1\ \ce{O}}

Ahora puedes escribir la fórmula empírica. Observa que podrías hacerlo de manera que aparecieran los factores que acabas de calcular: \ce{C_{3/2}H_3O} pero parece lógico pensar que es mejor considerar que los átomos están enteros en las moléculas, ¿verdad?

No es necesario hacer esta consideración y la fórmula anterior es tu fórmula empírica y es válida. No obstante, si quieres que quede más "legible" puedes 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.

Te quedaría una fórmula empírica como esta: \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf \ce{C_3H_6O_2}}} .

Ahora debes calcular cuántas veces se repite esta fórmula empírica en el compuesto. Para ello debes usar el valor de la masa molecular del compuesto, que es 74 g/mol. Calculas la masa de la fórmula empírica y la comparas con la masa molecular del compuesto y puedes ver cuántas veces se repite:

\ce{C_3H_6O_2}: 3\cdot 12 + 6\cdot 1 + 2\cdot 16 = 74\ g/mol

¡¡Coinciden los valores!! Eso quiere decir que la 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).