LICEO TAJAMAR PROVIDENCIA Depto de Química GUÍA DE APRENDIZAJE N° 4, Cuarta Etapa Nombre de la Guía de Aprendizaje: ESTEQUIOMETRÍA– TERCERA PARTE SECTOR: Química NIVEL: 3º Medios Plan Diferenciado PROFESOR(A): María Cecilia Álvarez A. UNIDAD TEMÁTICA: Estequiometria. CONTENIDO: Composición Porcentual. Fórmulas Empíricas. Fórmulas Moleculares. OBJETIVO DE APRENDIZAJE: Resolver ejercicios estequiométricos de Fórmulas Empíricas y Moleculares. e-mail DE LOS PROFESORES CON RESPONSABILIDAD EN EL NIVEL: [email protected] Fecha máxima para la entrega de las respuestas de las alumnas: 10 días hábiles desde la fecha en que las Guías estén a disposición de las alumnas en la plataforma virtual. Instrucciones: 1.- Lea atentamente la guía y luego responda en grupo máximo de 4 personas la actividad entregada al final de la guía. 2.- El grupo conformado debe pertenecer al mismo curso. Indicando nombres y números de lista. 3.- El tiempo de análisis y desarrollo es de 60 minutos. 4.- Para responder las preguntas puede respaldarse con información adicional de fuentes pertinentes como Internet. COMPOSICIÓN PORCENTUAL Es el porcentaje en masa de cada uno de los elementos presentes en un compuesto. masa total del elemento A masa molar del compuesto %A= X 100 Ejemplo: Calcular la composición porcentual Ni2(CO3)3 (carbonato de níquel III) 1) Calculamos la masa molar del compuesto Ni 2 x 58,69 = 117,38 C 3 x 12,01 = 36,03 O 9 x 16 = 144 297,41 g/mol 2 2) Calcular el porcentaje de cada elemento. % Ni = 117,38 x 100 = 39,47% 297,41 %C= 36,03 x 100 = 12,11% 297,41 %O= 144 x 100 = 48,42 % 297,41 Una forma de comprobar si es correcta la composición porcentual es sumar los porcentajes de cada elemento. El total de la suma debe ser igual a 100 o un valor muy cercano. Para nuestro ejemplo: 39,47+ 12,11+ 48,42 = 100 FÓRMULA EMPÍRICA Y MOLECULAR La fórmula empírica muestra la mínima relación de números enteros de átomos presentes en un compuesto, no es la fórmula real. La fórmula molecular muestra el número de átomos de cada elemento que constituyen un determinado compuesto. Es la fórmula real. Dos compuestos pueden tener la misma fórmula empírica, pero no la molecular, excepto en los casos de isomería muy frecuentes en Química Orgánica. Ejemplos: Compuesto Fórmula Molecular Fórmula Empírica Acetileno C2H2 CH Benceno C6H6 CH Formaldehído CH2O CH2O Ácido acético C2H4O2 CH2O Glucosa C6H12O6 CH2O Dióxido de carbono CO2 CO2 Hidrazina N2H4 NH2 A partir de la composición porcentual de un compuesto, podemos calcular la fórmula empírica y la molecular de dicho compuesto. 3 Ejemplo: El propileno es un hidrocarburo cuya masa molar es de 42,00 g/mol y contiene 14,3% de H y 85,7% de C. ¿Cuál es su fórmula empírica? ¿Cuál es su fórmula molecular? PASO 1 Tomar como base 100 g del compuesto, lo cual nos permite expresar los porcentajes como gramos. En 100 g de propileno hay 14.3 g de H 85.7 g de C PASO 2 Convertir los gramos a moles. 14.3 g H ( 85.7 g de C ( 1 mol de H 1,01 g H ) 1 mol de C 12,01 g C =14,16 mol H ) =7,14 mol C PASO 3 Dividir cada valor obtenido en el paso 2 entre el menor de ellos. Si los números obtenidos son enteros, usarlos como subíndices para escribir la fórmula empírica. Si los valores no son enteros, se deben multiplicar por el entero más pequeño que de por resultado otro entero. H 14,16 7,14 = 1,98 C 7,14 7,14 = 1.0 Los decimales de 0,0 y 0,9 se aproximan al entero más cercano. FÓRMULA EMPÍRICA: CH2 PASO 4 Obtener la masa molar de la fórmula empírica y dividir, la masa real proporcionada como dato del problema entre la masa molar de la fórmula empírica. El resultado debe ser entero o muy cercano a un entero. Este número conocido "n" (unidades de fórmula empírica) se multiplica por los subíndices de la fórmula empírica para obtener la fórmula molecular. 4 FÓRMULA EMPÍRICA CH2 C 1 x 12,01 = 12,.01 n= H 2 x 1,01 = 2,02 + 14,03 42,00 = 2,99 3 14,03 FÓRMULA MOLECULAR: C3H6 Para poder obtener la fórmula molecular necesitamos calcular la empírica aun cuando el problema no la pida. Un sulfuro de hierro contiene 2,233 g de Fe y 1,926 g de S. Si la masa molar del compuesto es de 208 g/mol. ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto? Como en este problema los datos están expresados en gramos, se omite el primer paso y directamente pasamos al PASO 2. 2,233 g Fe ( 1,926 g S ( 1 mol Fe 55,85 g Fe 1 mol S 32,06 g ) = 0,0399 = 0,04mol Fe ) = 0,06 mol S PASO 3 Fe 0,04 =1 0,04 S 0,06 = 1,5 0,04 Las fracciones de 0,5 no se pueden redondear. El número más pequeño que multiplicado por 1,5 da un entero y éste es 2. A continuación se muestra una tabla con los decimales y el entero por el que se deben multiplicar. Fracción decimal Multiplicar por 0,5 2 0,3 3 0,25 4 En este caso usaremos el número 2 el cual debe multiplicarse por los cocientes de cada elemento. Fe 1 x 2 = 2 FÓRMULA EMPÍRICA: Fe2S3 S 1.5 x 2 = 3 5 PASO 4 Fe2S3 Fe S 2 x 55,85 = 3 x 32,06 = 111,7 +96,18 207,88 g/mol 208g/mol 207,88 g/mol n= =1 Como en este caso n = 1, la fórmula empírica y la molecular son iguales. FÓRMULA MOLECULAR: Fe2S3 RESOLVER LOS SIGUIENTES EJERCICIOS (Sólo enviar al correo electrónico esta página con el desarrollo de cada ejercicio solicitado) Nombres:_______________________________________Curso:_____Nº de Lista:______ 1.- Un compuesto orgánico tiene la siguiente composición centesimal: 12,78 % de C, 2,1 % de H y 85,09 % de Br. Calcular la fórmula empírica de este compuesto. 2.- La composición centesimal de un compuesto es: 4,8 % de H ; 57,1 % de C y 38,1 % de S. Si en 5 g del compuesto hay 1,8 · 1022 moléculas. Calcular su fórmula molecular. 3.- Determinar la fórmula molecular de un compuesto que está formado por: 85 % de Hg y 15 % de Cl .La masa molar del compuesto es de 472 g/mol. 4.- Determinar la fórmula empírica de los siguientes compuestos que tienen la composición centesimal indicada: a) 72,4% de Fe y 27,6% de oxígeno. b) 75% de C y 25% de hidrógeno. c) 21,8% de Mg, 27,9% de P y 50,3% de oxígeno. 5.- Al calentar 0,5 g de hierro pulverizado en corriente de cloro gaseoso, se obtuvieron 1,452 g de cloruro de hierro. Calcular la fórmula empírica de ese compuesto. 6.- Calcular la fórmula molecular de una sustancia en cuyo análisis se han encontrado los siguientes datos: 7,91% de C; 21,07% de O y 71,02% de Ag. La masa molar del compuesto es de 303,76 g/mol. 7.- Un compuesto está formado por 71,00 g de cloro y 80,00 g de oxígeno. Hallar su composición centesimal y su fórmula empírica. Para resolver esta actividad utilice los datos de la siguiente página. 6 PESOS ATÓMICOS DE LOS ELEMENTOS (g/mol) C 12 H 1 Br 79,9 S 32 Hg Cl 200,59 35,5 Fe 55,85 Mg 24 P 31 Ag 107,9