formula empirica y molecular

Una sustancia orgnica que se supone pura ha dado la

siguiente composicin centesimal: 20,00 % de C;

26,67% de O; 46,67% de N y 6,67% de H.

Halla su frmula emprica.

Nota: Las masas atmicas hay que buscarla en alguna Tabla Peridica.

Sea Cx Oy Nz Hv la frmula emprica donde hay que

determinar x, y, z y v, que son nmeros proporcionales

al nmero de moles de los distintos tomos.

Hallo los moles de tomos de cada elemento en 100 g del

compuesto:

x = 20,00/12 = 1,67

y = 26,67/16 = 1,67

z = 46,67/14 = 3,33

v = 6,67/1,00 = 6,67

Se divide por 1,67 y se obtiene:

x:y:z:v = 1,67/1,67:167/1,67:3,33/1,67:6,67/1,67 =

1 : 1 : 1,99 : 3,99

Por tanto: x = 1, y = 1, z = 2 y v = 4.

La frmula es CON2H4 o CO(NH2)2, que corresponde a la

urea.

La composicin centesimal en masa de un compuesto

orgnico es la siguiente: 52,17% de C; 34,78% de O y 13%

de H.

Cul es su frmula emprica ?

Solucin: C2H60

Puede ser el alcohol o el dimetilter.

Men

Por combustin de 0,25 g de una sustancia orgnica

constituida por carbono, oxgeno e hidrgeno se

obtuvieron 0,568 g de CO2 y 0,232 g de agua.

Calcula la frmula emprica del compuesto.

Calculamos la cantidad de carbono en la muestra:

Si en 44 g de CO2 hay 12 g de C, en 0,568 g habr:

mC = 12 x 0,568/44 = 0,115 g

Del mismo modo calculamos la cantidad de hidrgeno:

Si en 18 g de agua hay 2 g de H, en 0,232 g habr:

mH = 2 x 0,232/18 = 0,0258 g

Hallamos ahora la cantidad de oxgeno:

mO = 0,25 0,155 0,0258 = 0,0692 g

Hallamos los moles de tomos de cada elemento en los

0,25 g del compuesto:

Moles de C = 0,155/12 = 0,01292

Moles de H = 0,0258/1 = 0,0258

Moles de O = 0,0692/16 = 0,004325

Que guardan la relacin numrica: 3, 6, 1.

La frmula emprica es:

C3H6O

Un hidrocarburo gaseoso contiene un 88,7 por 100 de

carbono.

Si un litro de ese gas pesa 2,42 g en condiciones

normales, cul es la frmula molecular del compuesto?

Un hidrocarburo gaseoso contiene un 88,7 por 100 de

carbono.

Si un litro de ese gas pesa 2,42 g en condiciones normales,

cul es la frmula molecular del compuesto?

Calculamos la masa molecular del compuesto aplicando

la ecuacin general de los gases perfectos:

El resultado encontrado en 54,17 g/mol

Por otra parte como sabemos el tanto por ciento en

masa hallamos la proporcin en moles de tomos para

determinar la frmula emprica.

Utilizamos 100 g del hidrocarburo.

Moles de tomos de C: 88,9 : 12 = 7,41

Moles de tomos de H: (100 88,9) : 1 = 11,1

La frmula emprica es: C2H3

La frmula emprica y la masa molecular se relacionan

segn un nmero entero (n) de la forma:

(12 x 2 + 1 x 3) x n = 54,17

Por lo que n = 2

La frmula molecular es C4H6

Men

La frmula del compuesto ser del tipo NxOy.

Determinamos los moles de cada elemento en 100 g del

compuesto.

36,84 g N = 2,63 mol de N

63,16 g O = 3,95 mol de O

1 mol N

1 mol O

14 g N

16 g O

Determina la frmula de un compuesto formado por:

N = 36,84 % y O = 63,16 % en masa.

En 100 g del xido hay 2,63 mol de N y 3,95 mol de O.

Los subndices deber ser nmeros enteros sencillos que

mantengan la proporcin con 2,63 y 3,95.

Para ello dividimos uno por otro, quedando:

3,95 : 2,63 = 1,502 1,5 = 3/2

Luego la frmula ser: N2O3.

Determina la frmula de un compuesto formado por:

N = 36,84 % y O = 63,16 % en masa.

Se queman en un tubo de combustin 0,580 g de un compuesto de

carbono, hidrgeno y oxgeno, y se obtienen 1,274 g de CO2 y 0,696 g de

H2O. Al volatilizar 0,705 g del compuesto ocupan 295 a 28C y 738,7 mm.

Averiguar la frmula molecular del compuesto.

Masas atmicas: C = 12 ; O = 16 ; H = 1

Clculo de la cantidad de C: 1,274 12/44 = 0,34745 g C en 0,580 g de

sustancia

Clculo de la cantidad de H: 0,696 2/18 = 0,07733 g de H en 0,580 g de

sustancia

Clculo de la cantidad de O: 0,580 0,34745 0,07733 = 0,15522 g de O

en 0,580 g de sustancia.

Dividiendo por las masas atmicas para el clculo del nmero de tomos

gramos:

0,34745/12 = 0,02895 at.g de C en 0,580 g de sustancia

0,07733/1 = 0,07733 at g de H en 0,580 g de sustancia

0,15522/16 = 0,00970 at.g de O en 0,580 g de sustancia






0,34745/12 = 0,02895 at.g de C en 0,580 g de sustancia

0,07733/1 = 0,07733 at g de H en 0,580 g de sustancia

0,15522/16 = 0,00970 at.g de O en 0,580 g de sustancia

Dividiendo por el menor (0,00970) para hallar el nmero de tomo con

respecto al O

0,02895/ 0,00970 = 3 tomos de C por cada uno de O

0,07733/0,00970 = 8 tomos de H por cada uno de O

Frmula emprica: C3 H8O






Frmula emprica: C3 H8O

Clculo de la masa molecular:

PV = m/Mr RT

738,7/760 0,295 = 0,705/Mr 0,082 (273 + 28)

Masa molecular = 60

Como la frmula molecular tiene que ser de la forma C3n H8nOn, debe

cumplirse que:

60 = n(123 + 18 + 16) ; n = 1 , es decir:

Frmula Molecular C3H8O

Uno de los compuestos que contribuyen al olor de numerosos productos

lcticos, como la leche o el queso cheddar, es una cetona.

La combustin de 3,0 g de este compuesto produjo 8,10 g de dixido de

carbono y 3,33 g de agua. Sabiendo que el compuesto slo contiene

carbono, hidrogeno y oxgeno, calcula su frmula emprica

Masas atmicas: Carbono = 12; hidrgeno = 1; oxgeno = 16.

Masa molecular del CO2 = 44

Masa molecular del H2O = 18

Masa de C en 8,10 g de CO2 = 8,10 12/44 = 2,20909 g

Masa de H en los 3,33 g de H2O = 3,33 2/18 = 0,37 g

Resto hasta los 3,0 g de sustancia son de O = 3 - 2,20909 - 0,37 =

0,42091 g de O







Masa de C = 2,20909 g Masa de H = 0,37 g Masa de O = 0,42091 g

Los atomos-gramo para cada uno de los elementos son:

At-gr de C = 2,20909/12 = 0,18409

At-gr de H = 0,37/1 = 0,37

At-gr de O = 0,42091/16 = 0,02631







At-gr de C = 0,18409; At-gr de H = 0,37; At-gr de O = 0,02631

Dividiendo por el menor para hallar el nmeros de tomo de cada

elemento en relacin al menor:

0,18409/0,02631 = 7 tomos de C por cada uno de O

0,37/0,02631 = 17 tomos de H por cada uno de O

En definitiva, la frmula emprica resultante es: C7H14O

Un compuesto orgnico contiene solamente carbono, hidrgeno y oxgeno.

Cuando se queman 8 g del compuesto se obtienen 15,6 g de CO2 y 8 g de

H2O en el anlisis de los productos de la combustin. Su masa molecular

es 90. Calcula: a) su frmula emprica y b) su frmula molecular

Masas atmicas: C = 12,0; H = 1,0; O = 16

Masa molecular CO2 = 12 + 16x2 = 44

Masa molecular H2O = 2x1 + 16 = 18

Clculo del nmero de gramos de cada elemento por cada 8 gramos de

sustancia:

Masa de C en el CO2 = 15,6 x 12/44 = 4,2545 g

Masa de H en el H2O = 15,6 x 2/18 = 0,8889 g

Resto hasta 8 g son de O = 8 - 4,2545 - 0,8889 = 2,8566 g






Masa de C = 4,2545 g ; Masa de H = 0,8889 g ; Masa de O = 2,8566 g

Clculo de la relacin de tomos-gramo por cada 8 gramos de sustancia:

Atomos-gramo de C = 4,2545/12 = 0,3545 at-g

tomos-gramo de H = 0,8889/1 = 0,889 at-g

tomos-gramo de O = 2,8566/16 = 0,1785 at-g

Dividiendo por el menor para hallar la relacin con respecto al que

menos tomos-gramo tiene:

Para el C = 0,3545/0,1785 = 2

Para el H = 0,8889/ 0,1785 = 5

Para el O = 0,1785/0,1785 = 1

La formula emprica es:

C2H5O






La formula emprica es: C2H5O

b) Calculamos la frmula molecular (C2H5O)n

(12x2 + 1x5 + 16)n = 90; 45n = 90;

n = 2

Por tanto, la formula molecular es: C4H10O2

Por calentamiento de una muestra de 2,00 g de magnesio en presencia de

nitrgeno puro en exceso se obtienen 2,77 g de un compuesto que solo

contiene magnesio y nitrgeno. Determina la frmula emprica de este

compuesto.

Masas moleculares: M(Mg) = 24,3 g/mol; M(N) = 14,0 g/mol

Cada 2,77 gramos del compuesto, contiene 2 g de magnesio y 0,77 g de

nitrgeno.

Hallamos cuntos tomos-gramo son en cada uno de los elementos:

tomos-gramo N = 0,77/14 = 0,055

tomos-gramo Mg = 2/24,3 = 0,0823

Por calentamiento de una muestra de 2,00 g de magnesio en presencia de

nitrgeno puro en exceso se obtienen 2,77 g de un compuesto que solo

contiene magnesio y nitrgeno. Determina la frmula emprica de este

compuesto.

Masas moleculares: M(Mg) = 24,3 g/mol; M(N) = 14,0 g/mol

tomos-gramo N = 0,055 tomos-gramo Mg = 0,0823

Dividimos por el menor para hallar la relacin con respecto a 1:

0,055/0,055 = 1 tomos de N

0,0823/0,055 = 1,5 tomos de Mg por cada 1 de N

Multiplicamos por 2 para que resulten nmeros enteros, con lo que la

frmula ser:

Mg3N2

33,0 mg de un compuesto desconocido dan un anlisis elemental de

21,60 mg de carbono, 3,00 mg de hidrgeno y 8,40 mg de nitrgeno.

a) Calcule su frmula emprica. b) Calcule su frmula molecular

sabiendo que si se vaporizan 11,0 mg del compuesto ocupan 2,53 ml

medidos a 27C y 740 mm de Hg.

R = 0,082 atm.l.mol-1.K-1

Masas atmicas: carbono = 12; hidrgeno = 1; nitrgeno = 14.

Del C: 21,6/12 = 1,8 militomos-gramo

Del H: 3/1 = 3 militomos-gramo

Del N: 8,4/14 = 0,6 militomos-gramo

Es decir, por cada tomo de N tendremos:

De C: 1,8 de C/0,6 de N = 3 tomos de C por cada 1 de N

De H: 3 de H/0,6 de N = 3 tomos de H por cada 1 de N

De N: 0,6 de N/0,6 de N = 1 tomo de N

Y la frmula emprica ser: C3H5N1

33,0 mg de un compuesto desconocido dan un anlisis elemental de

21,60 mg de carbono, 3,00 mg de hidrgeno y 8,40 mg de nitrgeno.

a) Calcule su frmula emprica. b) Calcule su frmula molecular

sabiendo que si se vaporizan 11,0 mg del compuesto ocupan 2,53 ml

medidos a 27C y 740 mm de Hg.

R = 0,082 atm.l.mol-1.K-1

Masas atmicas: carbono = 12; hidrgeno = 1; nitrgeno = 14.

La frmula emprica es: C3H5N1

b) Calculamos la masa molecular mediante: PV = m / M R T

740/760x0,00253 = 0,011/Mx0,082x(273+27)

De donde masa molecular aproximada = 110 g/mol

Como la frmula molecular tiene que ser (C3H5N1)n

110 = n(12x3+1x5+14x1); n = 2

Por lo que la frmula molecular ser: C6H10N2

En la combustin de 5,312 g de un hidrocarburo de masa molecular

aproximada 78 g, se producen 17,347 g de dixido de carbono y 3,556

g de agua. Formula y nombra el hidrocarburo.

Es necesario diferenciar entre los datos que nos conducen a la

determinacin de la frmula emprica y de la molecular.

Para hallar la frmula emprica tenemos los datos de la combustin

completa de una determinada cantidad de hidrocarburo. Como el

compuesto es un hidrocarburo, su frmula emprica es CxHy.

Por otra parte, sabemos que en las reacciones de combustin de

hidrocarburos los productos finales son siempre CO2 y H2O. De

manera que:

Todo el carbono del compuesto inicial se encuentra en el CO2 y todo

el hidrgeno, en el H2O.




Aplicando relaciones molares, podremos obtener las masas de C e H

del reactivo inicial, y a partir de ah, el nmero de moles de cada

elemento y, con ello, la frmula emprica.

17,347 g CO2 ------- = 0,394 mol C

3,556 g H2O ------- = 0,395 mol H

1 mol C

2 mol H

44 g CO2

18 g H2O




Frmula emprica:

C0,394H0,395 C1,0H1,0 CH

Por tanto, la frmula molecular debe responder al tipo (CN)n, donde

n es el nmero de veces que se repite la unidad mnima.

Para poder hallarla nos han dado el dato de la masa molecular del

hidrocarburo (78 g/mol). Como sabemos el nmero de tomos de C y

H que componen la frmula emprica, podemos determinar la masa

de 1 mol. Luego, lo que tendremos que hacer es calcular la relacin

entre la masa de un mol de frmula emprica y la de un mol de

frmula molecular, con lo que obtendremos el nmero de veces (n)

que se repite la unidad mnima, llegando a la frmula molecular.




n = ------------------------------------------- n = -------------- = 6

Frmula molecular: C6H6

Esta frmula puede pertenecer a un hidrocarburo aromtico,

BENCENO.

Masa molar (frmula molecular)

Masa molar (frmula emprica)

78 g/mol

13 g/mol

Estequiometra

Un cido orgnico diprtico (HOOC-(CH2)n-COOH)

contiene un 40,7 % de carbono, un 5,1 % de hidrgeno y

el resto, de oxgeno. La sal monosdica de este cido

contiene un 16,4 % de sodio. Determina la frmula

molecular del cido y escribir su frmula desarrollada.

Primero hay que seleccionar los datos del ejercicio para

la determinacin de la frmula emprica y para

establecer la frmula molecular.

Para halla la frmula emprica tenemos la composicin

centesimal del compuesto: 40,7 % de C; 5,1 % de H, y

restando de 100, obtenemos 54,2 % de O, ya que el cido

no contiene ningn otro elemento.

Estequiometra






Si suponemos que tenemos 100 g de compuesto, los

porcentajes de cada elemento se convierten

directamente en cantidades de masa en gramos, y

utilizando las masas atmicas de cada uno se obtienen

los moles de C, H y O.

Estequiometra






1 mol C

1 mol H

1 mol O

12 g C

1 g H

16 g O

40,7 g C --------- = 3,4 mol C

5,1 g H ---------- = 5,1 mol H

52,2 g O --------- = 3,3 mol O

Estequiometra






Con estos datos, la frmula sera: C3,4H5,1O3,3

Evidentemente, esta frmula no es vlida, ya que debe

tener nmeros naturales. Para ello, se dividen todas las

cantidades por la menor para obtener la relacin molar:

C3,4H5,1O3,3 C1,0H1,5O1,0----

3,3

----

3,3

----

3,3

Estequiometra





molecular del cido y escribir su frmula desarrollada

C1,0H1,5O1,0

En este caso, incluso al dividir entre el menor no nos

quedan nmeros naturales. Por ello es necesario

multiplicar por el primer nmero natural que nos

proporcione unas relaciones sin decimales.

En este caso podemos ver que el compuesto tiene 4

tomos de O que no depende del nmero de unidades CH2- desconocidas, con lo cual directamente

multiplicamos todos los subndices por 4, obteniendo la

frmula emprica definitiva: C4H6O4

Estequiometra






Como tiene que ser un cido diprtico con la frmula

general: HOOC-(CH2)n-COOH

El nmero de tomos de C e H podra variar, pero el

nmero de tomos de O viene determinado por los dos

grupos cido.

Por ello es necesario que la frmula emprica sea a su

vez la frmula molecular del compuesto, ya que contiene

el nmero mximo de tomos de O que puede tener un

cido diprtico.

Estequiometra






Para comprobar si efectivamente esta es la frmula

molecular, nos dicen en el enunciado que la sal

monosdica (HOOC-(CH2)n-COONa) tiene un 16,4 % de

sodio. Lo que tenemos que hacer es calcular el

porcentaje de sodio en la sal de la frmula molecular

que hemos hallado:

% masa Na = -------------------- x 100 = ------ = 16,4 %m (Na)

m

(compuesto)

23

140

Estequiometra






La frmula desarrollada del compuesto es:

El anlisis elemental de un hidrocarburo ha permitido

determinar su composicin centesimal: 92,31% de C; y

7,69% de H.

La masa molecular de tal hidrocarburo es 52.

Calcular su frmula molecular.

Solucin: C4H4

Men

Se pretende saber si un cierto azcar tiene la frmula

C6H12O6 o la frmula C12H22O11.

Para ello se procede a su combustin total obtenindose

como resultado que al quemar 3,6 g de la sustancia se

obtienen 2,831 litros de CO2 en condiciones normales.

Cul es la frmula de la sustancia problema?

Men

Un compuesto orgnico contiene carbono, hidrgeno y oxgeno. Al

quemar 0,876 g de este compuesto, se obtiene 1,76 g de dixido de

carbono y 0,72 g de agua.

a) Determina la frmula emprica del compuesto.

b) Sabiendo que el compuesto es un cido monocarboxlico,

propn su frmula molecular y nmbralo

c) Escribe la ecuacin qumica ajustada de la reaccin de

combustin para este compuesto.

Solucin: a) C2H4O b) C4H8O2

Men

Disponemos de una muestra de 10 g de un compuesto orgnico cuya

masa molecular es 60. Cuando analizamos su contenido obtenemos: 4 g

de C; 0,67 g de H y 5,33 g de O. Calcula con estos datos la frmula

emprica y molecular.

Sol: CH2O ; C2H4O2

Un compuesto orgnico tiene la siguiente composicin centesimal: 12,78

% de C ; 2,13 % de H y 85,09 % de Br.

a) Calcula la frmula emprica

b) Sabiendo que 3,29 g de dicho compuesto gaseoso ocupan 392 mL

medidos en condiciones normales, calcula su frmula molecular.

Sol: CH2Br ; C2H4Br2

Halla la frmula de un oxisulfuro de carbono que contiene 53,3 % de S ;

20 % de C y 26,7 % de O, si 50 mL de vapor medido en C.N. pesan

0,1343 g.

Sol: SCO Men

Deduce la frmula de un compuesto si una muestra formada por 0,18

moles del mismo, contienen 1,08 at-gr de O, 2,18 g de H y 6,5 1023 tomos

de C.

Sol: C6H12O6

Cierto hidrocarburo contiene 85,5% de C. Sabiendo que 8,8 g del

mismo, en estado gaseoso, ocupan un volumen de 3,3 L medidos a 50oC

y 1 atm, calcula:

a) Su frmula emprica b) Su frmula molecular.

Sol: a) CH2 b) C5H10

Una sustancia orgnica contiene C, H y O. A 250oC y 750 mm Hg, 1,65 g

de dicha sustancia en forma de vapor ocupan 629 mL. Su anlisis

qumico elemental es el siguiente: 63,1 % de C y 8,7 % de H. Calcula su

frmula molecular.

Sol: C6H10O2 Men

Un compuesto orgnico gaseoso contiene: 24,25 % de C; 4,05 % de H y

71,7 % de Cl. Adems 1 L de dicho gas, medido a 743 mmHg y a 110oC,

tiene una masa de 3,068 g. Calcular la frmula molecular.

Sol: C2H4Cl2

Un hidrocarburo gaseoso tiene un 82,7 % de C. Si la densidad de dicho

hidrocarburo a 298 K y 755 mmHg es de 2,36 g/L. Cul es su frmula

molecular?

Sol: C4H10

Men

La composicin centesimal de un compuesto es: 4,8 % de H ; 57,1 % de

C y 38,1 % de S. Si en 5 g del compuesto hay 1,8 1022 molculas, calcula

su frmula molecular.

Sol: C8H8S2

Un compuesto orgnico tiene la siguiente composicin centesimal:

12,78% de C, 2,13% de H y 85,09% de Br.

a) Calcula la frmula emprica. b) Sabiendo que 3,29 g de dicho

compuesto gaseoso ocupan 392 mL en C.N., calcula su frmula

molecular.

Men

Una muestra de 0,322 g de vapor orgnico a 100 C y 0,974 atm ocupa

un volumen de 62,7 mL. Un anlisis de dicho vapor da una composicin

elemental de C = 65,43 %; O = 29,16 % e H = 5,5 %. Halla su frmula

molecular.

Solucin: F. emprica = C3H3O; F. molecular = C9H9O3

La combustin completa de 2 g de un hidrocarburo saturado de cadena

abierta conduce a 2,11 g de productos. Halla la frmula molecular del

compuesto.

Solucin: C5H12

Men

La anfetamina es una sustancia estimulante que se utiliza en el

tratamiento de ciertas enfermedades. Su consumo sin control mdico es

muy peligroso, ya que crea graves adiciones. Se sabe que en su

composicin figuran tomos de C, H y N y que su masa molar es 135

g/mol. Para conocer su frmula, se queman 5,2 g de anfetamina en

exceso de aire y se obtienen 15,25 g de dixido de carbono y 4,5 g de

agua. Halla la frmula de la anfetamina.

Solucin: C9H13N

La putrescina es un compuesto de C, H y N que se origina en los

procesos de putrefaccin de la carne. Al quemar una muestra de 2,125 g

de putrescina con exceso de oxgeno se forman 4,25 g de CO2 y 2,608 g de

H2O. Halla la frmula de la putrescina sabiendo que su frmula

molecular es 88 g/mol

Men

Un compuesto orgnico est formado nicamente por

carbono, hidrgeno y azufre.

a) Determina su frmula emprica si cuando se queman 3 g

del mismo se obtienen 6,00 g de dixido de carbono y

2.46 g de agua.

b) Establece su frmula molecular si cuando se vaporizan

1,5 g de dicho compuesto ocupan un volumen de 1,13 L,

medidos a 120 C y 0,485 atm.

Solucin: Frmula emprica = Frmula molecular = C6H8S

Men

El nitrgeno y el oxgeno forman muchos compuestos. Uno

de ellos tiene de masa molecular 92 g/mol y un porcentaje de

nitrgeno del 30,43 %. Determina la frmula emprica y la

frmula molecular de este compuesto.

Men

De la combustin de 10 g de un compuesto orgnico se

obtienen 8,19 g de agua y 0,455 mol de dixido de carbono.

Se sabe que, en estado gaseoso, 1 g del compuesto ocupa 1

dm3 a 4,44 104 Pa y 473 K.

a) Escribe la frmula emprica y molecular del compuesto.

b) Escribe y nombra dos ismeros compatibles con la

frmula molecular encontrada.

Dato: R = 8,31 J K-1 mol-1.

formula empirica y molecular

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