Composición Porcentual en Masa

Composición porcentual en masa es el porcentaje en masa de cada elemento en un compuesto. La composición porcentual se obtiene al dividir la masa de cada uno de los elementos en un mol de compuesto entre el peso molecular y multiplicándolo por 100%. Matemáticamente la composición porcentual se expresa como:

donde n es el numero de moles de un elemento en un mol de compuesto. Por ejemplo en un mol de peróxido de hidrógeno (H2O2) hay dos moles de hidrógeno y dos moles de oxígeno. El peso molecular del compuesto es 34g/mol. El Hidrógeno pesa 1g/mol y el Oxígeno 16g/mol, por tanto, la composición porcentual del peróxido de hidrógeno se calcula de la siguiente forma.

Fórmula Empírica y Molecular

Fórmula Empírica y Molecular.

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, en ella se relacionan los símbolos de los elementos con un número entero correspondiente a cada símbolo. Puede coincidir o no con la fórmula molecular, que indica el número de átomos presentes en la molécula.

Determinación experimental de fórmulas empíricas.

1. El análisis químico indica el numero de gramos de cada elemente presentes en una determinada cantidad de un compuesto.

2. Las cantidades de gramos se convierten a moles de cada elemento, recuerde que para convertir moles a gramos es necesario utilizar el peso atómico del elemento.

3. Seguidamente se debe realizar una comparación entre las moles obtenidas a fin de determinar la de menor valor.

4. Por último las moles de los demás elementos deben ser divididas por el número de moles de menor valor escogido en el numeral anterior. El cociente de esta división debe ser un numero entero, en caso contrario debe aproximarse (siempre y cuando sea posible) al valor entero más cercano o por ensayo y error determinar un numero entero que multiplique a todos los cocientes y los convierta en valores enteros. Una vez realizado este procedimiento se escribe la formula empírica con lo cocientes determinados para cada elemento.

Ejemplo 3.

La alicina es el compuesto responsable del olor característico del ajo. Un análisis de dicho compuesto muestra la siguiente composición porcentual en masa: C: 44,4%; H: 6,21%; S: 39,5%; O: 9,86%. Calcule su fórmula empírica.

Solución:

Se inicia suponiendo que hay 100 gramos de compuesto en este caso alicina, de tal manera que:

Una vez obtenidos los moles de cada elemento se procede a realizar la división de cada uno de ellos entre las moles de menor valor que en este caso corresponden al oxígeno a fin de hallar los cocientes para escribir de la formula empírica:

Formula empírica: C₆H₁₀S₂O

Determinación de Formulas Moleculares

Para calcular la fórmula molecular, o real, se requiere conocer la masa molecular aproximada del compuesto, además de su formula empírica. Conociendo que el peso molecular de un compuesto debe ser un múltiplo entero (n) del peso molecular de la fórmula empírica. Por tanto,

(Peso Molecular de la Formula Empírica)*n = (Peso Molecular de la Fórmula Molecular)

Ejemplo 4.

Determinar la formula molecular de la alicina (ejemplo 3), sabiendo que el peso molecular de su formula molecular es 120g/mol.

Peso molecular de la Formula empírica:

C = 12g x 3 = 36g/mol

H = 1g x 10 = 10g/mol

S = 32g x 2 = 64g/mol

O = 16g x 1 = 16g/mol

Peso Molecular = 120g/mol

En este caso, Formula Molecular = Formula Empírica