Fórmula empírica

Relación numérica más simple de los átomos presentes en un compuesto

En química , la fórmula empírica de un compuesto químico es la relación de números enteros más simple de átomos presentes en un compuesto. ^[1] Un ejemplo simple de este concepto es que la fórmula empírica del monóxido de azufre , o SO, sería simplemente SO, al igual que la fórmula empírica del dióxido de disulfuro , S ₂ O ₂ . Por lo tanto, el monóxido de azufre y el dióxido de disulfuro, ambos compuestos de azufre y oxígeno , tienen la misma fórmula empírica. Sin embargo, sus fórmulas moleculares , que expresan el número de átomos en cada molécula de un compuesto químico, no son las mismas.

Una fórmula empírica no menciona la disposición ni el número de átomos. Es estándar para muchos compuestos iónicos , como el cloruro de calcio (CaCl ₂ ), y para macromoléculas , como el dióxido de silicio (SiO ₂ ).

La fórmula molecular , por otro lado, muestra el número de cada tipo de átomo en una molécula. ^[2] La fórmula estructural muestra la disposición de la molécula. También es posible que diferentes tipos de compuestos tengan fórmulas empíricas iguales.

En los primeros tiempos de la química, la información sobre la composición de los compuestos provenía del análisis elemental , que proporciona información sobre las cantidades relativas de elementos presentes en un compuesto, que pueden expresarse como porcentajes o proporciones molares. Sin embargo, los químicos no podían determinar las cantidades exactas de estos elementos y solo podían conocer sus proporciones, de ahí el nombre de "fórmula empírica". Dado que los compuestos iónicos son redes extendidas de aniones y cationes, todas las fórmulas de los compuestos iónicos son empíricas. ^[3]

Ejemplos

• _La glucosa ( C6H12O6 ₎ , _la ribosa ( C5H10O5 _{) , el} ácido acético ( C2H4O2 ) y el formaldehído ( CH2O ) tienen fórmulas moleculares diferentes pero la misma fórmula empírica: CH2O _. Esta es _la fórmula molecular real del formaldehído , pero _el ácido acético tiene el doble de átomos, la ribosa tiene cinco veces más átomos y _{la glucosa tiene seis veces más} átomos.

Ejemplo de cálculo

El análisis químico de una muestra de acetato de metilo proporciona los siguientes datos elementales: 48,64 % de carbono (C), 8,16 % de hidrógeno (H) y 43,20 % de oxígeno (O). Para determinar las fórmulas empíricas, se supone que tenemos 100 gramos del compuesto. Si este es el caso, los porcentajes serán iguales a la masa de cada elemento en gramos.

Paso 1: Convierte cada porcentaje en una expresión de la masa de cada elemento en gramos. Es decir, 48,64 % de C se convierte en 48,64 g de C, 8,16 % de H se convierte en 8,16 g de H y 43,20 % de O se convierte en 43,20 g de O.

Paso 2: Convierte la cantidad de cada elemento en gramos a su cantidad en moles

${\displaystyle \left({\frac {48.64{\mbox{ g C}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{12.01{\mbox{ g C}}}}\right)=4.049\ {\text{mol}}}$

${\displaystyle \left({\frac {8.16{\mbox{ g H}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{1.007{\mbox{ g H}}}}\right)=8.095\ {\text{mol}}}$

${\displaystyle \left({\frac {43.20{\mbox{ g O}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{16.00{\mbox{ g O}}}}\right)=2.7\ {\text{mol}}}$

Paso 3: Divida cada uno de los valores resultantes por el menor de estos valores (2.7)

${\displaystyle {\frac {4.049{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1.5}$

${\displaystyle {\frac {8.095{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=3}$

${\displaystyle {\frac {2.7{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1}$

Paso 4: Si es necesario, multiplica estos números por enteros para obtener números enteros; si se realiza una operación con uno de los números, se debe realizar con todos.

${\displaystyle 1.5\times 2=3}$

${\displaystyle 3\times 2=6}$

${\displaystyle 1\times 2=2}$

Por lo tanto, la fórmula empírica del acetato de metilo es C ₃ H ₆ O ₂ . Esta fórmula también es la fórmula molecular del acetato de metilo.

Referencias

1. IUPAC , Compendio de terminología química , 2.ª edición (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "Fórmula empírica". doi :10.1351/goldbook.E02063
2. MONITOR., CIELO ENTERO, URL., OCLC  796720402 , consultado el 31 de diciembre de 2022
3. "10.12: Determinación de fórmulas empíricas". Chemistry LibreTexts . 2016-06-27 . Consultado el 2023-08-14 .