Fórmula Empírica e Hidratos
Páginas: 6 (1254 palabras)
Publicado: 9 de octubre de 2011
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 escribirfórmulas 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 lafórmula 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) 0.107 mol / 0.107 mol = 1.00 --> 2
n0 = 2.57/16.00 = 0.160 mol 0.160 mol / 0.107 mol = 1. 50 --> 3
Luego la fórmula empírica del óxido es Fe2O3.
10.2.2Hidratos
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 FeCl3.6H2Oy 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
10.4Procedimiento
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 evitardepósitos 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...
• 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 escribirfórmulas 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 lafórmula 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) 0.107 mol / 0.107 mol = 1.00 --> 2
n0 = 2.57/16.00 = 0.160 mol 0.160 mol / 0.107 mol = 1. 50 --> 3
Luego la fórmula empírica del óxido es Fe2O3.
10.2.2Hidratos
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 FeCl3.6H2Oy 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
10.4Procedimiento
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 evitardepósitos 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...
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