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Fórmula empírica y molecular
Al determinar la fórmula empírica de un compuesto, conociendo su composición porcentual, podemos identificar experimentalmente los compuestos. La proporción del número de átomos de cada elemento que constituye un compuesto queda reflejada en su fórmula. A partir de ella es muy sencillo calcular la proporción entre las masas de los elementos, expresada en porcentaje. La composición centesimal, la fórmula empírica y la fórmula molecular son maneras de expresar la composición de un compuesto.
La composición centesimal de cada elemento es un compuesto que representa las cien unidades de masa del compuesto. Ejemplo: 40% de C y 60% de H. La fórmula empírica es la mínima relación que hay entre los átomos de un compuesto. Ejemplo: C2H5. La fórmula molecular es la relación real que existe entre los átomos de un compuesto. Ejemplo: 2 × (C2H5) = C4H10.
EJEMPLO
El ácido ascórbico (vitamina C) contiene 40,92% en masa de carbono, 4,58% en masa de hidrógeno y 54,50% en masa de oxígeno.
a. Determinemos la fórmula empírica del ácido ascórbico.
b. Establezcamos la fórmula molecular del ácido ascórbico si el peso molecular real es de 176,14 g. Para la resolución del ejercicio debemos seguir una serie de pasos:
Paso 1: Verifiquemos que todos los porcentajes dados de los compuestos estén en unidades de gramos.
Paso 2: Pasemos a moles cada uno de los elementos
Paso 3: Con base en las respuestas obtenidas, identifiquemos el valor menor y dividamos todos los resultados para este.
Paso 4: Si los resultados obtenidos son números enteros, pasemos al paso 5. Caso contrario, multipliquemos por cualquier número (pero siguiendo un orden) hasta que el resultado sea un número entero. Entonces, si multiplicamos por 2, tendríamos:
Como el resultado del hidrógeno no es un número entero, debemos seguir el orden y multiplicar por 3 y así sucesivamente hasta obtener números enteros como respuesta
El resultado del hidrógeno es 4, ya que podemos redondear en estos casos.
Paso 5: Los resultados obtenidos representan los subíndices del compuesto en el orden respectivo en el que fueron nombrados en el ejercicio.
C3H4O3
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Paso 6: Para determinar si se trata de una fórmula empírica o molecular, debemos obtener el peso del compuesto calculado y compararlo respecto al valor real (valor dado en el ejercicio)
Paso 7: Si el factor es igual a 1, significa que tenemos una fórmula empírica y molecular a la vez. Caso contrario, debemos multiplicar cada subíndice del compuesto por el factor calculado y ese resultado será la fórmula molecular
2 × (C3H4O3 ) = C6H8O6
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