Formula empirica

Instituto Educacional Aragua.

Guía sobre composición centesimal.

Ley de proporciones definidas: Cuando dos o más elementos se combinen para formar un determinado compuesto, lo hacen en una proporción de masa invariable.

Ejemplo:

Al someterse a la acción del calor una mezcla de 35 g de hierro y 24 g de azufre, se observó que el producto final formado era de un aspecto heterogéneo. Sabiendo que la relación en que se combinaron ambos elementos fue 7:4, determinar que elemento sobró.

Por cada 7 g de hierro que reaccionan se necesitan 4 g de azufre. Para saber si toda la mezcla reaccionó planteamos

= 20 g de azufre

El resultado obtenido indica la cantidad de azufre que reaccionó con los 35 g de hierro, luego, el elemento que sobró fue el azufre, ya que los 24 g originales solo reaccionaron 20 g.

Ley de la composición constante: Toda sustancia en estado de pureza contiene siempre los mismos elementos, en una proporción ponderal fija e invariable de pesos.

A continuación se le presentan dos ejemplos que ilustran lo que indica la ley.

Ejemplo 1:

Al someter rigurosamente a análisis una muestra, se determinó que contenía 21,288 g de níquel y 8,712 g de oxígeno. Determine la composición constante de la sustancia en %.

Para determinar la composición constante, calculamos primero el peso de la muestra y luego dividimos el peso de cada uno de los elementos que integran la muestra entre el peso de ella y lo multiplicamos por 100

Peso de la muestra = 21,288 g + 8,712 g = 30 g.

Ejemplo 2:

Dos muestras de cloruro de potasio dieron por análisis los datos de la tabla:

Potasio (K) Cloro (Cl)

Muestra 1 2 g 1,812 g

Muestra 2 8 g 7,248 g

Determinar mediante estos datos que la composición del KCl es constante.

Solución Para resolver este tipo de problemas determinamos por separado la composición de cada una de las muestras y, si los resultados obtenidos son iguales, queda demostrado que la composición es constante.

Muestra 1: Potasio + cloro = Cloruro de potasio 2g + 1,812g = 3,812g

%de K = 2g x 1OO % = 52,46%

3,812g

Muestra 2: Potasio + cloro = Cloruro de potasio 8g + 7,248g = 15,248g

% de K = 8g x 1OO % = 52,46%

15,248g

Para determinar la composición, dividimos el peso de cada uno de los elementos entre el peso de la muestra y lo multiplicamos por 100

% de Cl = 1,81 2g x 100% = 47,54%

3,812g

% de Cl = 7,248g x 100% = 47,54%

15,248g

Puesto que los resultados obtenidos en ambas muestras son exactamente iguales, queda demos¬trada la Ley de la composición constante.

Ejercicios

1. ¿En qué proporción estarán contenidos dos elementos, X y Z, en 850g de un compuesto XZ, sabiendo que 8g de X reaccionan com¬pletamente con 1 2g de Z?

2. Determina la composición constante de una muestra que al ser analizada arrojó los si¬guientes resultados: aluminio, 78,l5 g; azu¬fre, 143,70 g; oxígeno, 278,15 g

3. Al someter al análisis una muestra de un con¬taminante, un químico determinó la siguiente composición: 42,85% de carbono y 57,14% de oxígeno.

¿Qué cantidad de carbono habrá consumido una persona que haya respirado 8g del com¬puesto?

4. ¿Qué cantidad del compuesto AB se formará en la combustión de 15 g de un elemento A con 8g de B, sabiendo que la relación en que se combinan A y B es 3:2?

5. El calcio y el' oxigeno se combinan en la re¬lación 5:2. Determina la cantidad de óxido de calcio que se formará al hacer reaccionar 20 gr de calcio con 9,75g de oxigeno.

6. Al hacer reaccionar 21g de hierro con 14g de azufre sobraron 2g de azufre. Determina:

a) Cantidad de sulfuro de hierro formado

b) La relación definida en que se combinan ambos elementos

c) Leyes que se aplican en la solución del problema.

7. Determina la cantidad de óxido de cobre que se obtendrá a partir de 18g del metal, Sabiendo que ambos elementos se combinan en la relación 4:1.

8. Se colocaron en una cachara de combustión, para hacerlos reaccionar, 1,49 g de hierro y O,95 g de azufre. Si la relación en que se combinan ambos elementos es de 7:4, de¬termina:

a) Si la reacción fue completa o incompleta

b) La cantidad de sulfuro de hierro producido en la reacción

c) Leyes que se aplicaron en la solución del problema.

9 Determina la cantidad de calcio y oxigeno que habrá en 180 g de óxido de calcio puro, sabiendo que la relación en que se combinan ambos elementos es de 5:2.

10. Al analizar los datos obtenidos en cinco ex¬perimentos, un químico determinó que las muestras contenían las siguientes cantidades:

Hierro Azufre Sulfuro de Hierro (III)

I 3,50 g 2,00 g 5,50 g

II 7,00 g 4,00 g 11,00 g

III 14,00 g 8,00 g 22,00 g

IV 21,00 g 12,00 g 33,00 g

V 28,00 g 16,00 g 44,00 g

Establece la relación que guardan las canti¬dades de hierro y azufre que se. combinan en cada experimento.

Fórmula molecular

A continuación se le presentan dos ejercicios modelos para resolver este tipo de ejercicios.

a) Un compuesto contiene 74,87 % de carbono y 25,13 % de hidrógeno. La sustancia es un compuesto gaseoso cuyo peso molecular aproximado es 16. Hallar la fórmula del compuesto.

Se divide estos tantos por ciento expresados en gramos por los pesos atórnico de los respectivos elementos, con lo que se obtiene el número de átomos de carbono y de hidrógeno existentes en 100 g de sustancia. Esto es,

_____ 74,87 g de C = 6,434 átomos gramo C

12,01 g C/ masa atómica del C

25,13 g de H = 24,93 átomos gramo H

47068 g H/ masa atómica. H

En 100 g del compuesto hay 6,234 átomos de carbono y 24,93 átomos de hidrógeno. Por tanto, en este compuesto los átomos de carbono y de hidrógeno están en la relación 6,234 a 24,93, y puesto que en su

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