fisica


IV. Estequiometría


IV.1. Competencias a lograr

Plantear e igualar una ecuación para representar una determinada reacción química. Plantear reacciones consecutivas o en paralelo para resolver problemas químicos.

Resolver ejercicios siguiendo una metodología adecuada y utilizando los conceptos de rendimiento y pureza. Estimar la pertinencia de los resultados obtenidos

Integrar losconocimientos adquiridos en distintos capítulos de esta asignatura con los adquiridos en otras asignaturas para resolver problemas prácticos de mayor complejidad


IV. 2. Fórmulas químicas

Una fórmula química nos entrega información que incluye la composición elemental, la cantidad relativa de cada elemento presente en el compuesto y/o el número de átomos de cada elemento que seencuentran en una molécula de esa sustancia. Es posible clasificar las fórmulas de acuerdo a la información que proporcionan.
Una fórmula que solamente entrega el número relativo de átomos de cada elemento presente, es una "fórmula unitaria" y se llama fórmula empírica, que es la relación más simple que puede describir un compuesto.
Se le llama fórmula empírica porque normalmente se obtiene comoresultado de algún análisis elemental. Ejemplos de fórmulas empíricas son:
NaCl, que indica que en el cloruro de sodio hay 1 átomo de sodio por cada átomo de cloro,
H2O, indica que por cada 2 átomos de hidrógeno hay 1 átomo de oxígeno en la molécula de agua.
CH2 que indica que por cada átomo de carbono hay 2 átomos de hidrógeno.
Una fórmula que establece la cantidad real de átomos de cada elementoque forman parte de cada molécula se llama fórmula molecular.
H2O es una fórmula molecular (y también una fórmula empírica) porque cada molécula de agua contiene 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
C2H4 es la fórmula molecular del etileno, el cual contiene 2 átomos de carbono y 4 de hidrógeno, aunque su fórmula empírica es CH2 debido a que la razón H/C = ½.
Una sustancia cuya fórmula empíricaes CH2 puede tener como fórmula molecular CH2, C2H4, C3H6, etc, es decir, (CH2)n donde "n" es un número entero.
Los compuestos iónicos no contienen moléculas, por lo tanto no existen fórmulas moleculares para los compuestos iónicos, solamente fórmulas empíricas. El tercer tipo de fórmula, es la fórmula estructural, por ejemplo:





Fructosa
En una fórmula estructural las líneas entre losdiferentes símbolos atómicos representan los enlaces químicos que unen a los átomos de una molécula. Una fórmula estructural da información acerca de la forma en que los átomos de una molécula se mantienen unidos entre sí, y, en el caso de la fructosa, nos indica que su fórmula molecular es C2H 4O2 y su fórmula empírica CH2O.



Ejemplo 4.1.
Experimentalmente, se dispone de una muestra de7,68 g de un gas coloreado, que es un contaminante de la atmósfera, que contiene 2,34 g de nitrógeno y 5,34 g de oxígeno. ¿Cuál es la fórmula empírica (más simple) de este compuesto?


Solución:
Para hacer esta determinación se calcula la cantidad de cada elemento: a partir de las masas atómicas correspondientes:







por lo tanto, se podría escribir la fórmula como: N0,167O0,334.Esta fórmula nos indicaría la cantidad relativa de átomos de N y O, sin embargo, esta relación no tiene sentido a nivel molecular, donde los átomos se combinan enteros. Por lo tanto, los subíndices deben ser números enteros y si dividimos cada subíndice por el más pequeño de ellos obtenemos:



por lo tanto la fórmula empírica es NO2.



Ejemplo 4.2.
Una muestra de 0,1000 g de alcohol degrano, que contiene carbono, hidrógeno y oxígeno, se hace reaccionar completamente con oxígeno para producir CO2 y H2O. Estos productos se recolectaron separadamente y se determinó su masa, encontrándo­se 0,1910 g de CO2 y 0,1172 g de H2O. ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto?
Solución:
El compuesto tiene una fórmula empírica CxHyOz y nuestro trabajo consiste en determinar el valor de...