📚 Día 3

📚 Día 3: Cálculos de fórmulas y composiciones

Conceptos clave

Fórmula empírica : proporción más simple de átomos.

Fórmula molecular : número real de átomos.
Porcentaje en masa : 

Ejercicio 1

Determina el % de masa de H en H₂O.

Fuente: Brown, capítulo 3.

1.       Cálculo de fórmulas y composiciones

Hay tres tipos de fórmulas químicas:

Simplificada o empírica: Indica el número relativo de los distintos átomos del compuesto. Ejemplo: CH

Molecular: Indica cuantos átomos de cada tipo existen en la entidad individual llamada molécula. Ejemplo: C₆H₆

Estructural: Indica que átomos están unidos a que otros átomos y la forma de su disposición en el espacio. Ejemplo: Ilustración 1. Fórmula Estructural del benceno

Cálculo del peso molecular

a. (NH₄)₂SO₄ - Sulfato de amonio,

b. C₂H₄O₂ – Ácido acético,

c. C6H12O6​ – Glucosa,

d. C₂H₆O – Etanol[1], e. NaOH – Hidróxido de Sodio,

f. AlK(SO₄)₂*12H₂O – Sulfato de aluminio y potasio dodecahidratado[2], 

g. C₁₀H₁₆N₂O₈ – EDTA ácido dietilendiaminotetraacético, 

h. KMnO₄ – permanganato de potasio 

I. AgNO₃ – Nitrato de plata. Ver tabla periódica[3] 

Cálculo de fórmulas

1. Un hidrocarburo contiene 85,63% de carbono y 14,37% de hidrógeno. Deducir su fórmula empírica. Nota: Se aplica a 100g del compuesto

Peso del C = 85,63g

Peso del H = 14.37g

PM del C

 

PM del H

 

En consecuencia, la fórmula empírica es CH₂. La fórmula molecular puede ser CH₂, C₂H₄, C₃H₆, etc., puesto que cualquiera de estas fórmulas tiene una composición porcentual igual a la de CH₂. 

2. Cierto sulfuro de hierro contiene 46,5% de Fe y 53,5% de S en peso. Deducir su fórmula empírica. Ejemplo:  R/FeS₂

La fórmula empírica es FeS₂

3. Calcular la composición en porcentaje en porcentaje de a. H₂SO₄, b. AgCl y c. Al₂O₃

 

_a.           H₂SO₄

Peso molecular H₂SO₄

H = 1,008 x 2 =     2,016

S = 32,06 x 1 =   32,06

O = 15,999 x 4 = 63,996

Peso molecular = 2,016 + 32,06 + 63,996 = 98,072 g/mol

b. AgCl 

c. Al₂O₃

4. 🧪Según el proyecto de formación y con base en el artículo de López Bermúdez & García Nassar (2020), Tabla 3, la composición porcentual de la cáscara de banano es la siguiente:

• Celulosa: 9%
• Hemicelulosa: 8%
• Lignina: 9%
• Pectina: 11%
• Otros componentes: 63%

a. Si se dispone de una muestra de 100 g de materia prima, se solicita calcular la masa en gramos correspondiente a cada componente. 

 

b. Si se dispone de una muestra de 300 g de materia prima, se solicita calcular la masa en gramos correspondiente a cada componente. 

 

 

 

 

5. Durante un análisis de materia seca en aguacate Hass, se obtuvieron los siguientes datos:

Masa del recipiente vacío con tapa (M₁): 45.230 g

Masa de la muestra fresca (M₂): 2.000 g

Masa del recipiente con tapa y muestra seca (M₃): 46.890 g

 

 

 

 

 

  

Nota: Los términos R, T y MScte corresponden al aporte de incertidumbre por repetibilidad, temperatura, y peso constante. Los valores de cada término son iguales a 1, por lo que el porcentaje de materia seca se obtiene a partir de las masas de la cápsula vacía, muestra y residuo.

u (M3) Masa recipiente con tapa y muestra seca (residuo).

u (M2) Masa muestra fresca.

u (M1) Masa del recipiente vacío con tapa.

u (R)   Repetibilidad.

u (T)   Temperatura.

u (MScte ) Peso Constante.

 

Comparación rápida de los dos enfoques

·        Tipo A (experimental): captura la variabilidad real observada en tu laboratorio. En el ejemplo, .

·        Tipo B (especificaciones): usa certificados y criterios del método; en el ejemplo sin temperatura, .

     

Incertidumbre estándar por repetibilidad:

 

 

Mejor práctica: combinar ambas (GUM): sumar en cuadratura todos los aportes relevantes (repetibilidad tipo A, balanza, temperatura, peso constante, etc.) para obtener la incertidumbre estándar combinada y luego la expandida con un factor de cobertura adecuado.

  

6. ¿Cuál es el contenido de nitrógeno (poder fertilizante) del sulfato de amonio (NH₄)₂SO₄? R/ 21,20%

 

Datos:

%N = ?

PM = 132,144 g/mol (NH₄)₂SO₄

PM = 14.067 x 2 = 28.134 N

 

 

 

 

7. Calcular la composición en porcentaje de (a) cloruro de plata AgCl. (b). Óxido de aluminioAl₂O₃. 

a.      Masa molecular del AgCl

Ag= 107,87g/mol 

Cl= 35,45 g/mol 

PM AgCl = 143,32g/mol

% Ag= (107.87/143.32) *100% = 75.27%

% Cl= (35.45/143.32) * 100% = 24.73%

R: El AgCl tiene un porcentaje con aproximadamente 75.27% de plata y 24.73% de cloro  

b.      Masa molecular del Al₂O₃

Al= 26,98 g/mol * 2= 53,96 g/mol 

O= 16,00 g/mol *3= 48,00 g/mol 

PM = 101,96 Al₂O₃

%Al = (53.96/101,96) * 100% = 52,92%

% O= (48,00 /101,96) * 100% = 47,08%

R: El Al₂O₃ tiene un porcentaje con aproximadamente 52,92% de aluminio y 47,08% de oxigeno 

8. Calcular la composición en porcentaje del cromato de plata, Ag₂CrO₄

Masa molecular Ag₂CrO₄

Tabla periódica = 107,87 g/mol 

Ag= 107,87 * 2 = 215,74 g/mol

Cr= 51,99* 1= 51,99 g/mol 

O= 16,00 *4= 64,00g/mol 

PM = 331,73g/mol Ag₂CrO₄

%Ag= (215,74 Ag /331,73 Ag₂CrO₄) * 100 = 65,03%

% Cr = (51,99 Cr /331,73 Ag₂CrO₄) * 100 = 15,67%

% O= (64,00 O /331,73 Ag₂CrO₄) *100 = 19,29% 

R: El Ag₂CrO₄ tiene un porcentaje de 65,03% de plata, un 15,67% de cromo y 19.29% de oxigeno 

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[1] Certificado del Etanol 96% Densidad 20°C 0,805 – 0,812

[2] Ficha de seguridad del Alumbre

[3] Tabla periódica Interactiva