Descubre facilmente la formula empirica en pocos pasos

Si eres estudiante de química, seguro que has oído hablar de la fórmula empírica. Esta fórmula es una manera de expresar la composición química de una sustancia en términos de los átomos que la forman. Aunque puede parecer complicado a primera vista, encontrar la fórmula empírica es un proceso sencillo que se puede hacer en pocos pasos.

En este artículo, te explicaré cómo encontrar la fórmula empírica en pocos pasos. Además, te daré algunos ejemplos prácticos para que puedas entender mejor el proceso.

¿Qué es la fórmula empírica?

Antes de empezar con los pasos para encontrar la fórmula empírica, es importante que sepas qué es exactamente. La fórmula empírica es la forma más sencilla de expresar la composición química de una sustancia. Esta fórmula se basa en la proporción en la que se encuentran los átomos en la molécula.

Por ejemplo, la fórmula empírica del agua es H2O. Esto significa que en una molécula de agua hay dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. La fórmula empírica no nos da información sobre la estructura de la molécula, solo sobre la proporción de los átomos que la forman.

Pasos para encontrar la fórmula empírica

Ahora que sabes qué es la fórmula empírica, vamos a ver los pasos para encontrarla. Para ello, necesitarás conocer la cantidad de átomos de cada elemento que hay en la molécula. Estos son los pasos que debes seguir:

Paso 1: Determinar la masa molar de cada elemento

El primer paso es determinar la masa molar de cada elemento que forma parte de la molécula. La masa molar es la masa de un mol de átomos de un elemento. Por ejemplo, la masa molar del hidrógeno (H) es de 1,008 g/mol y la del oxígeno (O) es de 15,999 g/mol.

Paso 2: Calcular la masa total de la molécula

El segundo paso es calcular la masa total de la molécula. Para ello, debes sumar la masa molar de cada elemento multiplicada por el número de átomos que hay en la molécula. Por ejemplo, si tenemos la molécula de agua (H2O), la masa total sería:

Masa total = (2 x masa molar del hidrógeno) + (1 x masa molar del oxígeno)
Masa total = (2 x 1,008 g/mol) + (1 x 15,999 g/mol)
Masa total = 18,015 g/mol

Paso 3: Calcular el porcentaje de cada elemento en la molécula

El tercer paso es calcular el porcentaje de cada elemento en la molécula. Para ello, debes dividir la masa de cada elemento por la masa total de la molécula y multiplicar por 100. Por ejemplo, si tenemos la molécula de agua (H2O), el porcentaje de cada elemento sería:

Porcentaje de hidrógeno = (2 x masa molar del hidrógeno / masa total) x 100
Porcentaje de hidrógeno = (2 x 1,008 g/mol / 18,015 g/mol) x 100
Porcentaje de hidrógeno = 11,19%

Porcentaje de oxígeno = (1 x masa molar del oxígeno / masa total) x 100
Porcentaje de oxígeno = (1 x 15,999 g/mol / 18,015 g/mol) x 100
Porcentaje de oxígeno = 88,81%

Paso 4: Convertir los porcentajes a una proporción simple

El cuarto y último paso es convertir los porcentajes a una proporción simple. Para ello, debes dividir cada porcentaje por el menor de ellos. Después, debes redondear los resultados a números enteros. Estos números enteros representan la proporción en la que se encuentran los átomos en la molécula y son la fórmula empírica. Por ejemplo, si tenemos la molécula de agua (H2O), la fórmula empírica sería:

Proporción de hidrógeno = 11,19% / 11,19%
Proporción de hidrógeno = 1

Proporción de oxígeno = 88,81% / 11,19%
Proporción de oxígeno = 7,93

Redondeando a números enteros, la fórmula empírica sería H2O.

Ejemplos prácticos

Para que puedas entender mejor el proceso de encontrar la fórmula empírica, te daré algunos ejemplos prácticos.

Ejemplo 1: Ácido acético

El ácido acético es un compuesto químico con la fórmula química CH3COOH. Para encontrar la fórmula empírica, debemos seguir los pasos que hemos visto anteriormente:

Paso 1: Masa molar del carbono (C) = 12,011 g/mol; masa molar del hidrógeno (H) = 1,008 g/mol; masa molar del oxígeno (O) = 15,999 g/mol.

Paso 2: Masa total = (2 x masa molar del carbono) + (4 x masa molar del hidrógeno) + (2 x masa molar del oxígeno)
Masa total = (2 x 12,011 g/mol) + (4 x 1,008 g/mol) + (2 x 15,999 g/mol)
Masa total = 60,052 g/mol

Paso 3: Porcentaje de carbono = (2 x masa molar del carbono / masa total) x 100
Porcentaje de carbono = (2 x 12,011 g/mol / 60,052 g/mol) x 100
Porcentaje de carbono = 40,02%

Porcentaje de hidrógeno = (4 x masa molar del hidrógeno / masa total) x 100
Porcentaje de hidrógeno = (4 x 1,008 g/mol / 60,052 g/mol) x 100
Porcentaje de hidrógeno = 6,72%

Porcentaje de oxígeno = (2 x masa molar del oxígeno / masa total) x 100
Porcentaje de oxígeno = (2 x 15,999 g/mol / 60,052 g/mol) x 100
Porcentaje de oxígeno = 53,27%

Paso 4: Proporción de carbono = 40,02% / 6,72% = 5,96
Proporción de hidrógeno = 6,72% / 6,72% = 1
Proporción de oxígeno = 53,27% / 6,72% = 7,93

Redondeando a números enteros, la fórmula empírica del ácido acético es CH2O.

Ejemplo 2: Cafeína

La cafeína es un compuesto químico con la fórmula química C8H10N4O2. Para encontrar la fórmula empírica, debemos seguir los pasos que hemos visto anteriormente:

Paso 1: Masa molar del carbono (C) = 12,011 g/mol; masa molar del hidrógeno (H) = 1,008 g/mol; masa molar del nitrógeno (N) = 14,007 g/mol; masa molar del oxígeno (O) = 15,999 g/mol.

Paso 2: Masa total = (8 x masa molar del carbono) + (10 x masa molar del hidrógeno) + (4 x masa molar del nitrógeno) + (2 x masa molar del oxígeno)
Masa total = (8 x 12,011 g/mol) + (10 x 1,008 g/mol) + (4 x 14,007 g/mol) + (2 x 15,999 g/mol)
Masa total = 194,190 g/mol

Paso 3: Porcentaje de carbono = (8 x masa molar del carbono / masa total) x 100
Porcentaje de carbono = (8 x 12,011 g/mol / 194,190 g/mol) x 100
Porcentaje de carbono = 49,48%

Porcentaje de hidrógeno = (10 x masa molar del hidrógeno / masa total) x 100
Porcentaje de hidrógeno = (10 x 1,008 g/mol / 194,190 g/mol) x 100
Porcentaje de hidrógeno = 5,17%

Porcentaje de nitrógeno = (4 x masa molar del nitrógeno / masa total) x 100
Porcentaje de nitrógeno = (4 x 14,007 g/mol / 194,190 g/mol) x 100
Porcentaje de nitrógeno = 20,59%

Porcentaje de oxígeno = (2 x masa molar del oxígeno / masa total) x 100
Porcentaje de oxígeno = (2