Fórmulas Mínimas y Moleculares

Fórmulas Mínimas

Para calcular las fórmulas químicas mínimassiga el siguiente procedimiento:

1. Los porcentajes de cada sustancia (elemento), trabájelos como si fueran gramos.

2. Convierta los gramos de cada elemento a moles.

3. Divida cada resultado por el menor de ellos.

4. Aproxime o multiplique para encontrar los enteros de cada elemento, los cuales se ponen como subíndices.

Ejemplo:

Determine la fórmula empírica de un compuesto que contiene 25,4% de Nitrógeno, 17% de Potasio y 57,6% de Oxígeno.

1. Covertir a gramos.

 25,4% de N= 25,4 gramos de N

17% de K= 17 gramos de K

57,6% de O= 57,6 gramos de O.

2. Convertir a moles.

• Moles de N: 25,4 g de N * 1 mol de N / 14,006 = 1,81 moles de N.
• Moles de K: 17 g de K * 1 mol de K / 39,102 = 0,43 moles de K.
• Moles de O: 57,6 g de O * 1 mol de O / 15,99 = 3,6 moles de O.

3. Dividir por el menor.

• N: 1,81 / 0,43 = 4,2.
• K: 0,43 / 0,43 = 1
• O: 3,6 / 0,43 = 8,37

4. Aproximar los resultados y ponerlos como subíndices.

N: 4,2 = 4

K: 1= 1

O: 8,37= 8

= N4KO8.

Nota: Este es sólo un ejemplo. No hemos comprobado la existencia de este compuesto.

Fórmulas Moleculares

Indica la relación real de átomos que existen en las moléculas que forman un compuesto. Sólo es pertinente hablar de fórmula molecular en compuestos covalentes. 

Para calcular la fórmula molecular se debe conocer la masa molecular del compuesto y la masa de la fórmula mínima. Al dividir estas dos cantidades, nos dará un número entero, el cual multiplica cada uno de los elementos de la fórmula mínima, para dar como resultado la fórmula molecular.

Ejemplo:

Si tenemos un óxido de hierro, con el 77.7% de Fe y 22.3% de O, cuál es la Fórmula empirica y molecular? Lamasa molecular de este compuesto es 143,7 u.m.a.

1. Encontrar la fórmula mínima.

Fe: 77,7%= 77,7 g.

O: 22,3%= 22,3 g.

Moles de Fe: 77,7 g * 1 mol de Fe / 55,84 g de Fe = 1,39

Moles de O: 22,3 g * 1 mol de O / 15,99 g de O= 1,39

Fe= 1,39 / 1,39= 1

O= 1,39 / 1,39 = 1 

FeO = Fórmula Mínima.

2. Encontrar Fórmula Molecular.

Masa Molecular: 143,7 u.m.a.

Masa fórmula mínima: 

Fe= 55,84 u.m.a.

O= 15,99 u.m.a.

Estos dos se suman y da 71,83 u.m.a.

143,7 u.m.a. / 71,83 u.m.a. = 2

Fórmula Mínima * 2 = Fórmula Molecular

FeO * 2 = Fe2O2.

Problemas estequiométricos

1)       En un alto horno, el mineral de hierro, Fe₂O₃, se convierte en hierro mediante la reacción:

                                 Fe₂O₃ (s)  +  3 CO (g)    ----->   2 Fe (l)  +  3 CO₂ (g)

a)  ¿Cuántos moles de monóxido de carbono se necesitan para producir 20 moles de hierro?

b)  ¿Cuántos moles de CO₂ se desprenden por cada 10 moles de hierro formado?

Solución:         a) 30 moles CO   b) 15 moles CO₂

2)       Carbonato de calcio se descompone por la acción del calor originando óxido de calcio y dióxido de carbono.

a)  Formula la reacción que tiene lugar y ajústala.

b)  Calcula qué cantidad de óxido de calcio se obtiene si se descompone totalmente una tonelada de carbonato de calcio.

Solución:         560 kg CaO

3)       ¿Qué cantidad de gas cloro se obtiene al tratar 80 g de dióxido de manganeso con exceso de HCl según la siguiente reacción?    MnO₂  +  4 HCl  --->  MnCl₂  +  2 H₂O  +  Cl₂

Solución:         62,24 g de Cl₂

4)       La sosa cáustica, NaOH, se prepara comercialmente mediante reacción del NaCO₃ con cal apagada, Ca(OH)₂. ¿Cuántos gramos de NaOH pueden obtenerse tratando un kilogramo de Na₂CO₃ con Ca(OH)₂?

          Nota: En la reacción química, además de NaOH, se forma CaCO₃.

Solución:         755 g de NaOH

5)       Cuando se calienta dióxido de silicio mezclado con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monóxido de carbono. La ecuación de la reacción es:  

                                        SiO₂ (s)  +  3 C (s)   ----->   SiC (s)  +  2 CO (g)

Si se mezclan 150 g de dióxido de silicio con exceso de carbono, ¿cuántos gramos de SiC se formarán?

Solución:         100 g de SiC

6)       Calcular la cantidad de cal viva (CaO) que puede prepararse calentando 200 g de caliza con una pureza del 95% de CaCO₃.  

                                         CaCO₃  --->  CaO  +  CO₂

Solución:         107 g de CaO

7)       La tostación es una reacción utilizada en metalurgia para el tratamiento de los minerales, calentando éstos en presencia de oxígeno. Calcula en la siguiente reacción de tostación:

                                        2 ZnS + 3 O₂  à  2 ZnO  + 2 SO₂

La cantidad de ZnO que se obtiene cuando se tuestan 1500 kg de mineral de ZnS de una riqueza en sulfuro (ZnS) del 65%. Datos: M_Zn = 65,4 u.  ; M_S = 32,1 u.  ; M_O = 16 u.

Solución:         814,8 kg de ZnO

TEORÍAS DE ÁCIDO BASE

Teoría de Arrhenius. *   Acido. Es toda sustancia que en solución acuosa produce iones hidrógeno (protones). *   Base. Sustancia que en solución acuosa produce iones OH (hidróxido). Y si se combina un ácido con una base, produce sal y agua. 

Teoría de Lewis. *   Ácido. Sustancia que acepta un par de electrones y se llama electrófilo. *   Base. Sustancia que cede un par de electrones y se llama nucleófilo. 

Teoría de Brönsted - Lowry. Establecieron que en una reacción redox hay transferencia de protones (Teoría del intercambio protónico). *   Ácido. Es un ion que cede un protón.  *   Base. Es un ion que acepta un protón. Clasificación por su conductividad: fuertes y débiles. *   Acido fuerte: Sustancia que en solución acuosa pierde fácilmente su protón. *   Ácido débil: Sustancia que en solución acuosa pierde con dificultad su protón, no se disocia fácilmente. *   Base fuerte: Aquella que en solución acuosa se disocia fácilmente.     *   Base débil: Aquella que en solución acuosa no se disocia fácilmente.

URL del artículo: http://www.ejemplode.com/38-quimica/594-teorias_acido-base:_arrhenius,_br%C3%B6nsted-lowry_y_lewis.html
Nota completa: Teorías ácido-base: Arrhenius, Brönsted-Lowry y Lewis

EJEMPLOS DE PARTES POR MILLÓN (PPM)

una ppm (parte por millón) es una relación entre medidas de la sig. manera: 

1 u/10^6 uns = 1 ppm 

Por ejemplo: 1 microgramo/gramo = 1ppm 
1 mg/kg = 1ppm 
1 mg/L = 1ppm 
1 mg/m^3 = 1ppm 

Puedes tener ppm en peso, en masa o en volúmen 

En cuanto a la fórmula. Suponiendo q te dan este problema: 

Prob. Suponga que la salida del escape de un auto contiene 1.0% en volúmen de monóxido de carbono (CO). Exprese esta concentración en mg/m^3 en condiciones ideales. 

Sol. Necesitas calcular primero las ppm del %CO q te dieron, porq sabes q mg/m^3 tiene una relación de 1/10^6.
Entonces la fórmula para calcular % vol es: 

%CO= (ppm/1*10^6)*100 
Despejas y sustituyes 
ppm = [%CO*(1*10^6)]/100 
ppm = [1*(1*10^6)]/100 
y eso nos da 
10 000 ppm 

Despues..la fórmula para calcular mg/m^3 es: 

mg/m^3 = (ppm*PM)/Vol. q ocupa 1 mol de gas ideal 

donde PM = peso molecular 
Vol. q ocupa 1 mol de gas ideal = 24.465 L (esto es para todos los gases en condiciones ideales 25° y 1 atm) 

entonces 
mg/m^3= (10000*28)/24.465 = 11,444.92 mg/m^3 

UNIDADES DE CONCENTRACION DE LOS SISTEMAS DISPERSOS.

UNIDADES DE CONCENTRACION DE LOS SISTEMAS DISPERSOS.

*Porcentual: Esta forma de expresar la concentración de una mezcla relaciona la masa del soluto con la masa total de la solución, que equivale a la suma de las masas del soluto y del solvente.

*Molar: La concentración molar o simplemente la molaridad (M) se define como la cantidad de moles de soluto por litro de solución.

*Normalidad: La normalidad (N) de una solución se define como el número de pesos equivalentes de soluto por litro de solución.

HOMOGENEO Y HETEROGENEO

HOMOGENEO 
En química un sistema homogéneo es aquel sistema que esta formado por una sola fase. Es toda masa aislada que posee las mismas propiedades intensivas en más de dos puntos. Una forma rudimentaria de comprobarlo es mediante su visualización. Si no se pueden distinguir las distintas partes que lo forman, éste sera, pues, homogéneo. 

Un sistema homogéneo es, por ejemplo, la mezcla de sal común sobre una base de agua. La sal se disuelve en el agua de tal forma que es imposible verla a simple vista. El sistema constará de una sola fase y será homogéneo. 

Tambien el sistema homogéneo esta dividido en soluciones y substancias. 

Las soluciones son cuando el sistema es homogéneo y tiene más de una substancia.Las soluciones estan divididas en soluto y solvente. 

Las substancias son cuando el sistema es homogéneo y tiene solo una substancia. 

HETEROGENEO 
Un sistema heterogéneo en química aquel que está formado por dos o más fases. Es identificado por razones muy simples: se pueden apreciar las distintas partes de las que se compone el sistema.Y a su vez se divede en interfases. 

El granito es un ejemplo de sistema heterogéneo, al estar constituido por unos gránulos duros y semitransparentes, el cuarzo, unas partes más blandas y con un ligero tono rojizo, el feldespato, y unas manchas oscuras y brillantes que se exfolian con facilidad.