¿CÓMO SE DETERMINA LA FÓRMULA DE UN COMPUESTO? ¿CÓMO SE DETERMINA LA FÓRMULA DE UN COMPUESTO? Basado en el trabajo del Prof. Víctor Batista Universidad

¿CÓMO SE DETERMINA ¿CÓMO SE DETERMINA

LA FÓRMULA DE UN COMPUESTO?LA FÓRMULA DE UN COMPUESTO?

¿CÓMO SE DETERMINA ¿CÓMO SE DETERMINA

LA FÓRMULA DE UN COMPUESTO?LA FÓRMULA DE UN COMPUESTO?

Basado en el trabajo del Prof. Víctor BatistaBasado en el trabajo del Prof. Víctor Batista

Universidad de YaleUniversidad de Yale

Basado en el trabajo del Prof. Víctor BatistaBasado en el trabajo del Prof. Víctor Batista

Universidad de YaleUniversidad de Yale

Fórmula empírica y Fórmula empírica y fórmula molecularfórmula molecular

• Un compuesto dado contiene siempre los mismos Un compuesto dado contiene siempre los mismos elementos en la misma relación másica.elementos en la misma relación másica.

• Por lo tanto, una forma de representar la composición de Por lo tanto, una forma de representar la composición de una sustancia pura es hacerlo a través del una sustancia pura es hacerlo a través del PORCENTAJE EN MASA PORCENTAJE EN MASA de los elementos que la de los elementos que la constituyen.constituyen.

Etanol, CEtanol, C22HH66OO

52.13% C52.13% C13.15% H 13.15% H 34.72% O34.72% O

Composición Composición porcentualporcentual

Composición Composición porcentualporcentual

Consideremos dos miembros de la familia de Consideremos dos miembros de la familia de los compuestos de nitrógeno y oxígeno:los compuestos de nitrógeno y oxígeno:

• NO (dióxido de nitrógeno)NO (dióxido de nitrógeno)

• NO (monóxido de nitrógeno)NO (monóxido de nitrógeno)

NONO22

Composición porcentual del Composición porcentual del NONO22

Composición porcentual del Composición porcentual del NONO22

Masa molar = _________Masa molar = _________

¿Cuál es el porcentaje en masa de N y O en el compuesto?¿Cuál es el porcentaje en masa de N y O en el compuesto?

% 30.4 = 100% •

2NO g 46.0

N g 14.0 = N m/m % % 30.4 = 100% •

2NO g 46.0

N g 14.0 = N m/m %

% 69.6 = 100% •

2NO g 46.0

O) g 2(16.0 = O m/m % % 69.6 = 100% •

2NO g 46.0

O) g 2(16.0 = O m/m %

¿Cuál será la composición porcentual del NO?¿Cuál será la composición porcentual del NO?

¿Qué pasos debemos seguir para ¿Qué pasos debemos seguir para determinar la fórmula de un determinar la fórmula de un

compuesto?compuesto?

Espectrógrafo de masasEspectrógrafo de masasEs uno de los instrumentos para determinar la masa molecular de un Es uno de los instrumentos para determinar la masa molecular de un

compuestocompuesto

Mass Spectrum of EthanolMass Spectrum of EthanolEspectro de masasEspectro de masas

del Etanoldel Etanol

46

45

CH3CH2OH+

CH3CH2O+31

CH2O+

Determinando Determinando fórmulasfórmulas

Determinando Determinando fórmulasfórmulas

En En análisis químicoanálisis químico determinamos el % en determinamos el % en masa de cada elemento en una cantidad dada de masa de cada elemento en una cantidad dada de compuesto puro. De los datos obtenidos se deriva compuesto puro. De los datos obtenidos se deriva

la la FÓRMULA EMPIRICAFÓRMULA EMPIRICA o o SIMPLESIMPLE del del compuesto.compuesto.

PROBLEMAPROBLEMA: Un compuesto de B e H : Un compuesto de B e H tiene un 81.10% en masa de B. ¿Cuál es su tiene un 81.10% en masa de B. ¿Cuál es su fórmula empírica?fórmula empírica?

• Dado que sólo contiene B e H, debe Dado que sólo contiene B e H, debe tener un 18.90% de H.tener un 18.90% de H.

• En 100.0 g del compuesto hay En 100.0 g del compuesto hay entonces 81.10 g de B y 18.90 g de H.entonces 81.10 g de B y 18.90 g de H.

• Calculemos n de cada constituyente.Calculemos n de cada constituyente.

Un compuesto de B e H tiene un 81.10% en Un compuesto de B e H tiene un 81.10% en masa de B. ¿Cuál es su fórmula empírica?masa de B. ¿Cuál es su fórmula empírica?Un compuesto de B e H tiene un 81.10% en Un compuesto de B e H tiene un 81.10% en masa de B. ¿Cuál es su fórmula empírica?masa de B. ¿Cuál es su fórmula empírica?

Calculemos Calculemos nn de B y de B y nn de H en, por ejemplo, de H en, por ejemplo, 100 g del compuesto:100 g del compuesto:

81.10 g B • 1 mol

10.81 g = 7.502 mol B81.10 g B •

1 mol10.81 g

= 7.502 mol B

18.90 g H • 1 mol

1.008 g = 18.75 mol H18.90 g H •

1 mol1.008 g

= 18.75 mol H


Ahora, recordemos que Ahora, recordemos que para formar un compuesto, los para formar un compuesto, los átomos de los elementos se combinan en una átomos de los elementos se combinan en una relación sencilla de números enteros pequeñosrelación sencilla de números enteros pequeños

1 átomo de B + 3 átomos de H 1 átomo de B + 3 átomos de H ------> 1 molécula de BH> 1 molécula de BH33

Por lo tanto:Por lo tanto:

1 mol de átomos de B + 3 mol de átomos de H 1 mol de átomos de B + 3 mol de átomos de H ------> 1 mol de > 1 mol de

moléculas de BHmoléculas de BH33

Busquemos esa relación en nuestro compuesto de Busquemos esa relación en nuestro compuesto de B e H.B e H.


Pasemos a una relación entre Pasemos a una relación entre números enterosnúmeros enteros. .

2.5 mol H/1.0 mol B = 5 mol H to 2 mol B2.5 mol H/1.0 mol B = 5 mol H to 2 mol B

FÓRMULA EMPÍRICA = BFÓRMULA EMPÍRICA = B22HH55

Busquemos la relación entre n del B y n del H.Busquemos la relación entre n del B y n del H.(Es conveniente tomar el número más pequeño (Es conveniente tomar el número más pequeño

como divisor)como divisor)

18.75 mol H7.502 mol B

= 2.499 mol H1.000 mol B

= 2.5 mol H1.0 mol B

18.75 mol H7.502 mol B

= 2.499 mol H1.000 mol B

= 2.5 mol H1.0 mol B


Un compuesto de B e H tiene un 81.10% B. Un compuesto de B e H tiene un 81.10% B. Su Su fórmula empíricafórmula empírica es B es B22HH55. .

¿Cuál es su ¿Cuál es su fórmula molecularfórmula molecular??

¿Es B¿Es B22HH55, B, B44HH1010, B, B66HH1515, B, B88HH2020, etc.? , etc.?

BB22HH66 es un ejemplo de esta clase de compuestos. es un ejemplo de esta clase de compuestos.

B2H6

Un compuesto de B e H tiene un 81.10% de B. Su fórmula Un compuesto de B e H tiene un 81.10% de B. Su fórmula

empírica es Bempírica es B22HH55. ¿Cuál es su fórmula molecular. ¿Cuál es su fórmula molecular??Un compuesto de B e H tiene un 81.10% de B. Su fórmula Un compuesto de B e H tiene un 81.10% de B. Su fórmula

empírica es Bempírica es B22HH55. ¿Cuál es su fórmula molecular. ¿Cuál es su fórmula molecular??

Necesitamos conocer -por medio de alguna Necesitamos conocer -por medio de alguna

técnica técnica experimentalexperimental- la - la masa molarmasa molar del del compuestocompuesto

El experimento nos dice que vale El experimento nos dice que vale 53.3 g/mol53.3 g/molComparémosla con la “masa fórmula” del BComparémosla con la “masa fórmula” del B22HH55

= = 26.66 g/fórmula26.66 g/fórmula

Encontremos la relación entre esas masas:Encontremos la relación entre esas masas:

53.3 g/mol26.66 g/unit of B2H5

= 2 units of B2H5

1 mol

53.3 g/mol26.66 g/unit of B2H5

= 2 units of B2H5

1 mol

Fórmula molecular = BFórmula molecular = B44HH1010

Determine la fórmula Determine la fórmula empírica de un compuesto empírica de un compuesto

formado por Sn y I a partir de formado por Sn y I a partir de los siguientes datos.los siguientes datos.

Determine la fórmula Determine la fórmula empírica de un compuesto empírica de un compuesto

formado por Sn y I a partir de formado por Sn y I a partir de los siguientes datos.los siguientes datos.

• En la reacción entr el Sn y el IEn la reacción entr el Sn y el I22 utilizamos Sn en utilizamos Sn en exceso.exceso.

• Masa inicial de Sn = 1.056 gMasa inicial de Sn = 1.056 g

• Masa inicial de yodo (IMasa inicial de yodo (I22) = 1.947 g) = 1.947 g

• Masa de Sn remanente = 0.601 gMasa de Sn remanente = 0.601 g

Encontremos la masa de Sn Encontremos la masa de Sn combinadacombinada con 1.947 g de Icon 1.947 g de I22..

Masa de Sn inicial = 1.056 gMasa de Sn inicial = 1.056 g

Masa de Sn remanente = 0.601 gMasa de Sn remanente = 0.601 g

Masa de Sn reaccionante = 0.455 gMasa de Sn reaccionante = 0.455 g

Cantidad de Sn reaccionante:Cantidad de Sn reaccionante:

0.455 g Sn • 1 mol

118.7 g = 3.83 x 10-3 mol Sn0.455 g Sn •

1 mol118.7 g

= 3.83 x 10-3 mol Sn

Compuesto de Sn-ICompuesto de Sn-I

Ahora encontremos la cantidad de IAhora encontremos la cantidad de I22 que que se combina con 3.83 x 10se combina con 3.83 x 10-3-3 mol de Sn. mol de Sn. Reaccionaron 1.947 g de IReaccionaron 1.947 g de I22..

1.947 g I2 • 1 mol

253.81 g = 7.671 x 10-3 mol I21.947 g I2 •

1 mol253.81 g

= 7.671 x 10-3 mol I2

¿Qué cantidad de ¿Qué cantidad de átomos de yodo átomos de yodo reaccionanreaccionan? ?

= 1.534 x 10-2 mol de átomos= 1.534 x 10-2 mol de átomos

7.671 x 10-3 mol I2 2 mol I atoms

1 mol I2

7.671 x 10-3 mol I2 2 mol I atoms

1 mol I2


Finalmente busquemos la relación nI/nSn en Finalmente busquemos la relación nI/nSn en el compuesto.el compuesto.

1.534 x 10-2 mol I

3.83 x 10-3 mol Sn =

4.01 mol I1.00 mol Sn

1.534 x 10-2 mol I

3.83 x 10-3 mol Sn =

4.01 mol I1.00 mol Sn

La fórmula empírica es La fórmula empírica es

SnISnI44


TRADUCCIÓN Y ADECUACIÓNTRADUCCIÓN Y ADECUACIÓNTRADUCCIÓN Y ADECUACIÓNTRADUCCIÓN Y ADECUACIÓN

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