Fórmulas químicas
Nos indican qué elementos participan en la formación de una molécula o de un compuesto iónico y la relación que guardan entre sí los átomos que la conforman.“Si nos referimos a una molécula de ácido sulfúrico, diremos que está formada por átomos de hidrógeno, H; azufre, S; y oxígeno,O, en la relación 2 : 1 : 4 y que su fórmula global es H2SO4".
Debemos tener en cuenta que si nos referimos a una molécula de H2SO4, en ella tendremos 2 átomos de H, 1 átomo de S y 4 átomos de O: “Los compuestos iónicos no forman moléculas como tales, en realidad son agregados iónicos donde los cationes y los aniones se mantienen unidos por fuerzas de carácter electrostáticas (cargas opuestas que se atraen) y se representan como unidades formulares neutras donde las cargas opuestas son equivalentes".
La masa de una partícula (átomo o molécula) se expresa en unidades de masa atómica, uma. La masa de un mol de partículas (de átomos o de moléculas) se expresa en gramos, g.
Normalmente cuando se analiza una sustancia, se obtiene la composición porcentual de la misma, es decir el porcentaje en que están presentes cada uno de los elementos detectados. Por ejemplo: El azúcar que consumimos es la sacarosa, cuya composición química es de 42,11 % de carbono, C; 6,43 % de hidrógeno, H y 51,46 % de oxígeno, O.
¿Cuál sería la fórmula molecular y empírica de la sacarosa?
Determinemos la fórmula empírica de la sacarosa: Lo primero que debemos hacer es fijar una determinada masa de sacarosa para poder trabajar, dado que la composición es porcentual, lo más sencillo es considerar 100 g de sacarosa, por lo tanto, tendremos 42,11 g de C; 6,43 g de H y 51,46 g de O y con esta información determinamos cuántas moles de cada elemento están presentes:51 ÷ 3,22 = 1,090 este valor no podemos aproximarlo a 1,0_H: 6,43 ÷ 3,22 = 1,997 este valor podría aproximarse a 2,0_ O: 3,22 ÷ 3,22 = 1,000.
Dado que buscamos valores enteros, buscamos el múltiplo menor que cumpla con el requisito de ser la mínima relación, en nuestro caso se trata del 11, por lo tanto obtenemos:
C: 1,090 x 11 = 11,99 ⇒ 12,00 H: 1,997 x 11 = 21,97 ⇒ 22,00 O: 1,000 x 11 = 11,00
Por lo tanto, la relación de átomos C : H : O es 12 : 22 : 11 y la fórmula empírica, FE, de la sacarosa será C12H22O11
Para poder determinar la fórmula molecular, FM, de la sustancia en estudio, es necesario conocer la masa molar, para saber cuántas veces contiene a la masa de la fórmula empírica. En el caso de la sacarosa, se sabe que su masa molar es de 342 g/mol, por lo que debemos determinar cuál es la masa de la fórmula empírica:
Masa FE = 12 mol C(12 g C/mol C) + 22 mol H(1 g H/mol H) + 11 mol O(16 g O/mol O)
Masa FE = 342 g En consecuencia, encontramos que en este caso: FM = FE