copia de formulas químicas

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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DE ZACAPA ( CUNZAC ) INGENIERÍA EN INDUSTRIAS AGROPECUARIAS Y FORESTALES - IIAF -

MATERIAL DE APOYO: FORMULAS QUÍMICAS _______________________________________________________________________________________________________________________QUE ES UNA FORMULA QUÍMICA?

FÓRMULA EMPÍRICA:

Es la fórmula más simple posible. Indica qué elementos forman la molécula y en qué proporción están. Es la fórmula que se obtiene a partir de la composición centesimal de un compuesto. Por ejemplo, si tenemos un hidrocarburo (formado por H y C) podemos combustionarlo en presencia de oxígeno, y a partir del CO2 y H2O que se forman determinar la cantidad de C e H que contiene. Bastará calcular los moles de C e H, y dividir estas dos cantidades por el valor más pequeño determinando la proporción de los átomos en el compuesto, es decir, su fórmula empírica.

Ejemplo: C H, compuesto formado por carbono e hidrógeno, en la proporción: 1 a 1.

Fórmulas empíricas a partir del análisis:

Una fórmula empírica nos indica las proporciones relativas de los diferentes átomos de un compuesto.

Estas proporciones son ciertas también al nivel molar.

Entonces, el H2O tiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

De la misma manera, 1,0 mol de H2O está compuesta de 2,0 moles de átomos de hidrógeno y 1,0 mol de átomos de oxígeno.

También podemos trabajar a la inversa a partir de las proporciones molares:

Si conocemos las cantidades molares de cada elemento en un compuesto, podemos determinar la fórmula empírica.

El mercurio forma un compuesto con el cloro que tiene 73,9% de mercurio y 26,1% de cloro en masa. ¿Cuál es su fórmula empírica?

Supongamos que tenemos una muestra de 100 gramos de este compuesto. Entonces la muestra tendrá 73,9 gramos de mercurio y 26,1 gramos de cloro.

¿Cuántas moles de cada átomo representan las masas individuales?

Para el mercurio: (73,9 g) x (1 mol/200,59 g) = 0,368 moles

Para el cloro: (26,1 g) x (1 mol/35,45 g) = 0,736 mol

¿Cuál es la proporción molar de los dos elementos?

( 0,736 mol Cl/0,368 mol Hg) = 2,0

Es decir, tenemos el doble de moles (o sea átomos) de Cl que de Hg. La fórmula empírica del compuesto sería: HgCl2

Fórmula Molecular:

Indica el número total de átomos de cada elemento en la molécula. Para conocer la fórmula molecular a partir de la empírica es preciso conocer

ÁREA DE CIENCIAS, SUBÁREA DE CIENCIAS QUÍMICAS CURSO QUIMICA GENERAL II DOCENTE: M. A. SERGIO DE JESÚS DUQUE FRANCO

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MATERIAL DE APOYO: FORMULAS QUÍMICAS _______________________________________________________________________________________________________________________la masa molecular del compuesto. A partir de las propiedades coligativas, como presión osmótica, descenso crioscópico o aumento ebulloscopio, podemos determinar la masa molecular, y a partir de ésta la fórmula molecular con una simple proporción.

Hay tres formas distintas de escribir una fórmula molecular: condensada, semicondensada y desarrollada

Fórmula molecular a partir de la fórmula empírica:

La fórmula química de un compuesto obtenida por medio del análisis de sus elementos o de su composición siempre será la fórmula empírica.

Para poder obtener la fórmula molecular necesitamos conocer el peso molecular del compuesto.

La fórmula química siempre será algún múltiplo entero de la fórmula empírica (es decir, múltiplos enteros de los subíndices de la fórmula empírica).

La Vitamina C (ácido ascórbico) tiene 40,92 % de C y 4,58 % de H, en masa.

El resto, hasta completar el 100%, es decir el 54,50 %, es de O.

El peso molecular de este compuesto es de 176 uma. ¿Cuáles serán su fórmula molecular o química y su fórmula empírica?

En 100 gramos de ácido ascórbico tendremos:

40,92 gramos C

4,58 gramos H

54,50 gramos O

Esto nos dirá cuantas moles hay de cada elemento así:

(40,92 g de C) x (1 mol/12,011 g) = 3,407 moles de C

(4,58 g de H) x (1 mol/1,008 g) = 4,544 moles de H

(54,50 g de O) x (1 mol/15,999 g) = 3,406 moles de O

Para determinar la proporción simplemente dividimos entre la cantidad molar más pequeña (en este caso 3,406 o sea la del oxígeno):

C = 3,407 moles/3,406 moles = 1,0

H = 4,544 moles/3,406 moles = 1,333

O = 3,406 moles/3,406 moles = 1,0

Las cantidades molares de O y C parecen ser iguales, en tanto que la cantidad relativa de H parece ser mayor. Como no podemos tener fracciones de átomo, hay que normalizar la cantidad relativa de H y hacerla igual a un entero.


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MATERIAL DE APOYO: FORMULAS QUÍMICAS _______________________________________________________________________________________________________________________

1,333 es como 1 y 1/3, así que si multiplicamos las proporciones de cada átomo por 3 obtendremos valores enteros para todos los átomos.

C = 1,0 x 3 = 3

H = 1,333 x 3 = 4

O = 1,0 x 3 = 3

Es decir C3H4O3

Esta es la fórmula empírica para el ácido ascórbico. Pero, ¿y la fórmula molecular?

Nos dicen que el peso molecular de este compuesto es de 176 uma.

¿Cuál es el peso molecular de nuestra fórmula empírica?

(3 x 12,011) + (4 x 1,008) + (3 x 15,999) = 88,062 uma

El peso molecular de nuestra fórmula empírica es significativamente menor que el valor experimental.

¿Cuál será la proporción entre los dos valores?

(176 uma / 88,062 uma) = 2,0

Parece que la fórmula empírica pesa esencialmente la mitad que la molecular.

Si multiplicamos la fórmula empírica por dos, entonces la masa molecular será la correcta.

Entonces, la fórmula molecular será:

2 x C3H4O3 = C6H8O6

Fórmula Geométrica:

Abrevian la escritura e indican la distribución de los átomos en el plano o en el espacio.

Es la representación de una reacción química

Fórmula estructural: Es aquel tipo de fórmula que indica el tipo y número de átomos que integran una molécula, la orientación espacial y la forma en que los átomos están unidos. Normalmente se utilizan líneas entre los símbolos de los elementos para representar el enlace (par o pares de electrones) que los une. La fórmula estructural de un compuesto

químico es una representación gráfica de la estructura molecular, que muestra cómo se ordenan o distribuyen espacialmente los átomos. Se muestran los enlaces químicos dentro de la molécula, ya sea explícitamente


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MATERIAL DE APOYO: FORMULAS QUÍMICAS _______________________________________________________________________________________________________________________o implícitamente. Por tanto, aporta más información que la fórmula molecular o la fórmula desarrollada

Fórmula semidesarrollada muestra todos los átomos que forman una molécula covalente, y los enlaces entre átomos de carbono (en compuestos orgánicos) o de otros tipos de átomos. No se indican los enlaces carbono-hidrógeno. Es posiblemente la fórmula química más empleada en química orgánica aunque no permite ver la geometría real de las moléculas.

Una fórmula semidesarrollada es una simplificación de una fórmula desarrollada, en la cual no se representan los enlaces carbono-hidrógeno.

Es muy usada en química orgánica, donde se puede visualizar fácilmente la estructura de la cadena carbonada y los diferentes sustituyentes.

Así, la glucosa tendría la siguiente fórmula semidesarrollada:

Por ejemplo, el octano tiene como fórmula molecular C8H18:

Una fórmula desarrollada es un tipo de fórmula química en la que aparecen todos los átomos que forman la molécula y los enlaces entre ellos. Sólo es válida para compuestos covalentes; no para sustancias iónicas.

La fórmula desarrollada no muestra la geometría real de la molécula, como los ángulos o la forma real; muestra solamente cómo están enlazados unos átomos con otros, sin ofrecer su estructura real. No es muy

utilizada. Sólo se emplea cuando la fórmula molecular o semidesarrollada no aporta suficiente información.

Por ejemplo, el octano tiene como fórmula molecular C8H18

Otra manera de representar a la formula desarrollada o estructural es la siguiente:


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Fórmula condensada.

Una fórmula química es la forma en la que se enuncian los elementos químicos que forman la molécula del compuesto en cuestión. Por ejemplo, CH4 es la fórmula química condensada del metano. La fórmula desarrollada sería:

HH - C – H

H H ( los Hidrógenos inferior y superior están debajo y encima del Carbono, respectivamente). Es decir: condensada hace referencia a la mención de los átomos que componen la molécula y a sus proporciones (es decir, las cantidades en la que están en la molécula, siempre son números enteros y son los subíndices que están al lado derecho del símbolo del elemento).

H2O agua

NaCl cloruro de sodio (sal común)

C4H10 butano (componente del gas L.P.)

C2H6O etanol (alcohol etílico)

C2H4O2 ácido acético (vinagre)

C9H8O4 ácido acetilsalicílico (aspirina)


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C12H22O11 sacarosa (azúcar)

Las fórmulas condensadas fueron creadas por el científico Jakob Berzelius en 1813, como una opción más sencilla que las representaciones con esferillas de John Dalton.

En los compuestos con enlace covalente (unión de no metales) la fórmula condensada representa una molécula del compuesto. Por ejemplo, la fórmula condensada del agua H2O (unión de no metales) representa una molécula de agua.

Sin embargo, cuando se trata de un compuesto con enlace iónico (unión de metal con no metal), la fórmula condensada no representa una molécula, sino la relación más simple de los iones que forman un cristal del compuesto. Por ejemplo, la fórmula condensada del cloruro de sodio NaCl (unión de metal con no metal) no representa una molécula (porque no hay moléculas de cloruro de sodio); la fórmula NaCl representa, en cambio, los iones que forman un cristal de cloruro de sodio.

En resumen puedes resolver los problemas que se presenta a continuación:

Para el Butano:

Fórmula Empírica: C2H5

Fórmula molecular:

Fórmula estructural (Kekule):

Fórmula estructural condensada:


Fórmula molecular:



Respuestas para el Butano en sus dos presentaciones:


Fórmula molecular: C6H14



http://3.bp.blogspot.com/-egCkLMtW3WQ/T8gT9vJWilI/AAAAAAAAAVs/p5h_VIpu3A0/s1600/mol%25C3%25A9cula%2Bagua1.gif

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Fórmula molecular: C4H10



Bibliografía

D. Guillermo Méndez VielbaEstequiometria en elementos y compuestoscurso de introducción en química generalDpto. Química Orgánica, Escuela de Ingenierías Industriales, Universidad de Valladolid, España. [email protected]

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http://www.eii.uva.es/

http://www.eii.uva.es/~organica/

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