Composición centesimal y fórmula empírica y

Tema 1 – ESTRUCTURA DE LA
MATERIA.
Ejercicios tipo resueltos.
Composición centesimal:
La composición centesimal indica el porcentaje en masa, de cada elemento que forma
parte de un compuesto. Se obtiene a partir de la fórmula molecular del compuesto, ya
que ésta nos indica el número de átomos de cada elemento presentes en el compuesto.
Ejercicio 1: Calcular la composición centesimal del KClO3.
(Datos K = 39 , Cl = 35,5 y O = 16)
Solución:
Lo primero que tenemos que hacer es calcular la masa molecular del compuesto,
para ello sumamos la masa atómica de cada una de los elementos que forman la
molécula.
𝑀𝑀𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾3 = 1 · 𝐴𝐴𝐾𝐾 + 1 · 𝐴𝐴𝐶𝐶𝐶𝐶 + 3 · 𝐴𝐴𝑂𝑂 = 1 · 39 + 1 · 35,5 + 3 · 16 = 122,5𝑢𝑢
Para calcular la composición centesimal de cada elemento usamos la siguiente
fórmula.
𝑁𝑁º á𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 · 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑎𝑎𝑎𝑎 ó𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒
% 𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸 =
· 100
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐
Entonces:
% 𝐾𝐾 =
% 𝐾𝐾 =
% 𝑂𝑂 =
1 · 39
· 100 = 31,84 % 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐾𝐾
122,5
1 · 35,5
· 100 = 28,98 % 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐶𝐶𝐶𝐶
122,5
3 · 16
· 100 = 39,18 % 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑂𝑂
122,5
Para comprobar que está bien la suma de todos los % debe sumar 100
Algunos ejemplos más.
Fórmula empírica y molecular.
En química la fórmula empírica es una expresión o forma que representa la
proporción más simple en la que están presentes los átomos que forman un
compuesto químico. Puede coincidir o no con la fórmula molecular, que indica el
número de átomos presentes en la molécula.
La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno,
por lo que su fórmula molecular es H2O, coincidiendo con su fórmula empírica.
Para el etano, sin embargo, no ocurre lo mismo, ya que está formado por dos átomos
de carbono y seis de hidrógeno, por lo que su fórmula molecular será C2H6 y su
fórmula empírica CH3.
Ejercicio 2: Un compuesto está formado por: C= 70,02% H= 3,36% y O= 26,64%.
Sabemos que la masa molecular del compuesto es M = 240,2 u
(Datos C = 12 , H = 1 y O = 16)
Para calcular la fórmula empírica debemos calcular el numero relativo de
átomos que hay de cada elemento. Para ello dividimos el % de cada elemento entre su
peso atómico. (En verdad es lo mismo que calcular el número relativo de moles)
Entonces:
𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐶𝐶:
70,02
= 5,835
12
𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐻𝐻:
𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑂𝑂:
3,36
= 3,36
1
⇒
⇒
26,64
= 1,665
16
5,835
= 3,504 ≅ 3,5
1,665
3,36
= 2,02 ≅ 2
1,665
⇒
1,665
=1
1,665
Cuando tengamos esto dividimos los resultados entre el numero menos obtenido,
y al hacerlo nos quedarán números enteros sencillos. Estos números son los subíndices
de su fórmula empírica. Como nos ha salido 3,5 par el carbono multiplicaremos todos
por 2 para tener números enteros. Por tanto:
7 Carbonos, 4 Hidrógenos y 2 Oxígenos ⇒ FÓRMULA EMPÍRICA: C7H4O2
Calculemos ahora su fórmula Molecular. Para ello dividimos la formula
molecular verdadera entre la fórmula molecular empírica y nos dará el numero por el
que debemos multiplicar los subíndices de la formula empírica para obtener la
molecular. Veamos como hacerlo.
𝑀𝑀𝐶𝐶7 𝐻𝐻4 𝑂𝑂2 = 7 · 𝐴𝐴𝐶𝐶 + 4 · 𝐴𝐴𝐻𝐻 + 2 · 𝐴𝐴𝑂𝑂 = 7 · 12 + 4 · 1 + 2 · 16 = 120𝑢𝑢
Como la fórmula molecular verdadera es de 240,2, dividiendo ambas obtenemos le
relación entre la formula molecular y la empírica.
𝑛𝑛 =
240,2
≅ 2 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑓𝑓ó𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 á𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡.
120
Formula molecular = (Formula empírica)n
Entonces la formula molecular es: (C7H4O2)n = (C7H4O2)2 = C14H8O4
Algunos ejemplos más.