República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Liceo Bolivariano “San Carlos”
San Carlos – Estado Cojedes
QUÍMiCA
Alumnas:
Villalonga Lusmary #02
Natera Dariannys #17
Yepez Emily #21
Rivero Karlys #22
Medina Meiber #28
Fórmula empírica e hidratos
10.1 Objetivos
• Determinar la formula empírica de un compuesto binario y hallar la
composición porcentual del mismo. Comparar los resultados obtenidos con los
datos teóricos.
• Determinar gravimétricamente la fórmula de un hidrato.
10.2 Marco teórico
10.2.1 Fórmulas químicas
Los símbolos que se utilizan para identificar a los elementos químicos, sirven
también para escribir fórmulas que describen a los compuestos. La fórmula
química del cloroformo es CHCl3, lo que indica que sus moléculas se compone
de 1 átomo de C, 1 átomo de H y 3 átomos de Cl. La hidrazina tiene como
fórmula molecular N2H4, pero se puede escribir una fórmula que exprese la
proporción de números enteros más sencilla, NH2. Este tipo de fórmula se
denómina empírica o mínima.
Para algunos compuestos la fórmula molecular y la formula empírica son
idénticas: CCl4, H2SO4, C12H22O11. En otros compuestos, ambas fórmulas son
diferentes: B3N3H6, C6H6, C4H10, cuyas fórmulas empíricas son BNH3, CH y
C2H5, respectivamente.
Ejemplo 10.1 La fórmula empírica se puede determinar a partir del análisis
experimental. Si 6.00 g de hierro en polvo se calcinan en un crisol y se obtienen
8.57 g de óxido de hierro. ¿Cuál es su fórmula empírica?
mFe = 6.00 g
m0 = 8.57 g – 6.00 g = 2.57 g
Se calcula el número de moles de cada elemento:
nFe = 6.00/55.85 = 0.107 mol (menor valor)
= 1.00 --> 2
n0 = 2.57/16.00 = 0.160 mol
mol = 1. 50 --> 3
0.107 mol / 0.107 mol
0.160 mol / 0.107
Luego la fórmula empírica del óxido es Fe2O3.
10.2.2 Hidratos
Muchas sales se encuentran en la naturaleza formando hidratos, lo que
significa que un cierto número de moléculas de agua están enlazadas a los
iones en la estructura cristalina de la sal. El número de moles de agua por mol
del hidrato es usualmente una constante de acuerdo con la ley de la
composición definida. Por ejemplo, el cloruro férrico comercial se puede
obtener como FeCl3.6H2O y el sulfato de sodio como Na2SO4.10H2O.
Cuando los hidratos se calientan, se eliminan las aguas de cristalización y se
obtiene la sal anhidra (sin agua):
CoSO4.7H2O
---> CoSO4 + 7 H2O
Ejemplo 10.2 Cuando se calientan 0.886 g de fluoruro de torio hidratado,
ThF4.xH2O, se obtienen 0.718 g del compuesto anhidro. ¿Cuál es el valor de x?
m ThF4 = 0.718 g
m H2O = 0.886 g - 0.718 g = 0.168 g
n ThF4 = 0.718 / 308.0 = 0.00233 mol
n H2O = 0.168 / 18.00 = 0.00933 mol
x=
4 Fórmula del hidrato: ThF4.4H2O
10.3 Materiales y equipo
• Cu en polvo
• Hidratos: CuSO4.xH2O, MgSO4. xH2O (sal de Epsom), CaSO4. xH2O (yeso)
• Mechero
• Triángulo de porcelana
• Soporte universal
• Cápsula de porcelana
• Vidrio de reloj
• Agitador de vidrio
• Balanza
• Mortero
10.4 Procedimiento
10.4.1 Fórmula empírica de un compuesto binario
Lavar la cápsula de porcelana y secarla al mechero para eliminar la humedad.
Dejar enfriar hasta la temperatura ambiente y pesar. Adicionar un peso exacto
(5.00 g) de Cu en polvo. Colocar la cápsula sobre un triángulo de porcelana
para que el calentamiento sea directo (figura 10.1). La llama del mechero debe
ser azul para evitar depósitos de hollín en la cápsula. Revolver el sólido
permanentemente con una varilla de vidrio. Calentar durante 30 minutos;
transcurrido este tiempo se suspende el calentamiento, se deja enfriar y se
pesa la cápsula con el producto obtenido. Volver a calentar durante otros 10
minutos, dejar enfriar y pesar nuevamente. Si encuentra diferencia entre las
pesadas, repetir el proceso hasta peso constante.
Figura 10.1 Oxidación de Cu en polvo
10.4.2 Fórmula de un hidrato
Pesar una cápsula de porcelana limpia y seca junto con un vidrio de reloj (usar
balanza digital). Adicionar 5.00 g de una de las sales asignadas, pulverizada
previamente en un mortero.
Iniciar un calentamiento moderado sobre malla de asbesto, durante 30 minutos
aproximadamente (figura 10.2). Después de dejar enfriar la cápsula, pesar.
Para comprobar que toda el agua ha sido eliminada, se calienta durante 10
minutos más, se enfría y se vuelve a pesar. Se repite este procedimiento hasta
peso constante. Una vez se haya liberado toda el agua de hidratación, se
obtiene el peso de la sal anhidra.
Figura 10.2 Fórmula de un hidrato
10.5 Cálculos y resultados
Con los datos obtenidos determine la fórmula empírica del óxido de cobre
formado y el número de aguas de hidratación de cada hidrato. Completar la
tabla 10.1 e incluír un cálculo modelo.
Tabla 10.1 Fórmula empírica e hidratos
Sustancia
Masa inicial (g) Masa final (g) Fórmula
CuxO
x=
CuSO4. xH2O
x=
MgSO4. xH2O
x=
CaSO4. xH2O
x=
10.6 Discusión y conclusiones
Analizar las posibles razones por las que sus resultados no coinciden con las
fórmulas conocidas para los compuestos analizados.