Las fórmulas químicas le indican cuántos átomos de cada elemento hay en un compuesto, y las fórmulas empíricas le indican la proporción más simple o más reducida de elementos en un compuesto. Si la fórmula química de un compuesto no puede reducirse más, entonces la fórmula empírica es la misma que la fórmula química. El análisis de combustión puede determinar la fórmula empírica de un compuesto, pero no puede determinar la fórmula química (aunque otras técnicas sí pueden). Una vez conocida, la fórmula química se puede calcular a partir de la fórmula empírica.
Tabla de contenidos
Fórmulas empíricas
Una fórmula empírica nos dice las relaciones relativas de diferentes átomos en un compuesto. Las proporciones también son válidas en el nivel molar . Por lo tanto, H 2 O está compuesto de dos átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno. Asimismo, 1.0 mol de H 2 O está compuesto de 2.0 moles de hidrógeno y 1.0 mol de oxígeno . También podemos trabajar hacia atrás desde relaciones molares desde si conocemos las cantidades molares de cada elemento en un compuesto, podemos determinar la fórmula empírica .
Fórmula química de la fórmula empírica
La fórmula química para un compuesto obtenido por análisis de composición es siempre la fórmula empírica. Podemos obtener la fórmula química de la fórmula empírica si conocemos el peso molecular del compuesto. La fórmula química siempre será un múltiplo entero de la fórmula empírica (es decir, múltiplos enteros de los subíndices de la fórmula empírica). El flujo general para este enfoque se muestra en la Figura ( PageIndex {1} ) y se muestra en el Ejemplo ( PageIndex {2} ).
Figura ( PageIndex {1} ): El diagrama de flujo general para resolver fórmulas empíricas a partir de porcentajes de masa conocidos.
Análisis de combustión
Cuando un compuesto que contiene carbono e hidrógeno está sujeto a la combustión con oxígeno en un aparato de combustión especial, todo el carbono se convierte en CO 2 y el hidrógeno en H 2 O (Figura ( PageIndex {2} )). La cantidad de carbono producido se puede determinar midiendo la cantidad de CO 2 producido. Esto queda atrapado por el hidróxido de sodio y, por lo tanto, podemos controlar la masa de CO 2 producida al determinar el aumento de la masa de la trampa de CO 2 . Del mismo modo, podemos determinar la cantidad de H producida por la cantidad de H 2 O atrapada por el perclorato de magnesio.
Figura ( PageIndex {2} ): Aparato de análisis de combustión
Una de las formas más comunes para determinar la composición elemental de un hidrocarburo desconocido es un procedimiento analítico llamado análisis de combustión. Una muestra pequeña y pesada de un compuesto desconocido que puede contener carbono, hidrógeno, nitrógeno y / o azufre se quema en una atmósfera de oxígeno. Otros elementos, como los metales, se pueden determinar por otros métodos. y las cantidades de los productos gaseosos resultantes (CO 2 , H 2 O, N 2 y SO 2 , respectivamente) son determinado por uno de varios métodos posibles. Un procedimiento utilizado en el análisis de combustión se describe esquemáticamente en Figura ( PageIndex {3} ) y un análisis de combustión típico se ilustra en los Ejemplos ( PageIndex {3} ) y ( PageIndex { 4} ).
Figura ( PageIndex {3} ): Pasos para obtener una fórmula empírica a partir del análisis de combustión. (CC BY-NC-SA; anónimo por solicitud)
