Problema propuesto Se calcinan 50 g de una sustancia orgánica y se obtienen 30 g de H2O y 73,35 g de CO2. Se sabe que la masa molar de la sustancia es 180 g/mol. Con estos datos, determinar la fórmula empírica y molecular de la sustancia.
Análisis cuantitativo: composición porcentual
Uno de los fines del análisis cuantitativo es determinar las proporciones en las que los elementos se hallan en la sustancia para poder establecer su fórmula. Este cálculo se inicia con la concentración porcentual de los elementos que componen una especie química.
Problema resuelto Luego del análisis cualitativo de 2,17 g de una sustancia orgánica se han obtenido los siguientes resultados: 6,76 g CO2; 2,79 g de H2O. Con estos valores determinar la composición porcentual del compuesto. Datos
Resolución
mmuestra: 2,17 g mCO2: 6,76 g mH2O: 2,79 g Masas molares CO2: 44 g/mol H2O: 18 g/mol
Paso 1: Establecer la cantidad de carbono contenido en el CO2 obtenido. 12 g CO2 Cm = 6,76 g CO2 = 1,84 g C 44 g CO2 Paso 2: Establecer la cantidad de hidrógeno contenido en el H2O obtenida. 2g H2O CH = 2,79 g H2O = 0,31 g H 18 g H2O Paso 3: calcular la composición porcentual. 100 % % C = 1,84 g C = 84,79 % C 2,17 g 100 % % H = 0,31 g H = 14,28 % H 2,17 g
Pasos para obtener la fórmula empírica y molecular Conociendo los porcentajes de composición y la masa molar de una sustancia orgánica, se puede llegar a obtener las fórmulas del compuesto. Problema resuelto La composición porcentual de una sustancia orgánica, obtenida luego de su análisis, es: carbono 40%, hidrógeno 6,73%, oxígeno 53,27%, y su masa molar es 60 g/mol. Determinar la fórmula empírica y molecular. Paso 1: Dividir el porcentaje de cada elemento para su masa atómica.
28
C=
40,00 12
= 3,33
H=
6,73 1
= 6,73
O=
53,27 16
= 3,33
Paso 2: Dividir todos Paso 3: Plantear la fórmula los valores obtenidos empírica con los valores entre el menor. Redon- obtenidos en el paso 2. dear a número entero.
Paso 5: Calcular n, las veces que la masa molar contiene a la masa de la fórmula empírica. masa molar n= masa fórmula empírica
3,33 ÷ 3,33 = 1,00 ≈ 1
C1H2O1
6,73 ÷ 3,33 = 2,02 ≈ 2
Paso 4: Calcular la masa de la fórmula mínima.
Paso 6: Plantear la fórmula molecular, multiplicando n por los subíndices de la fórmula empírica.
3,33 ÷ 3,33 = 1,00 ≈ 1
C: 1 x 12 = 12 H: 2 x 1 = 2 O: 1 x 16 = 16 Masa: 30
C1x2H2x2O1x2 C2H4O2
n=
60 =2 30