La composición centesimal consiste en determinar el % de cada elemento que forma un compuesto. En la práctica se puede extender a los gramos de cada elemento en 100g de compuesto.
Ejemplo 1:
Determinar la composición centesimal del sulfato cálcico, conociendo las masas atómicas (ficha anterior), se seguirían los siguientes pasos:
a) Se formula el compuesto: CaSO4 (fórmula molecular). Ca=40, S=32, O=16
b) Se determina la masa molar (MM) conocidas las masas atómicas: 40+32+4(16)=136 g/mol
c) Como se refiere a 100g de compuesto, dado que en 136g de compuesto hay 40g de Ca, 32g de S y 64g de O, con multiplicar por 100 y dividir por 136, tendríamos los % pedidos:
Ca= (40x100)/136=29,4% S=(32x100)/136=29,5% O= (64x 100)/136=47,1% La suma de los deberá dar 100%
Ejemplo 2.
Determinar la composición centesimal del propanol DATOS :C=12, O=16, H=1
Se formula CH3-CH2-CH2OH; Se da la fórmula molecular: C3H8O. Se calcula la masa que corresponde al C, al O y al H: C= 3(12)=36 - O= 16 – H= 8(1)=8 . En total 36+16+8=60 g/mol. Conociendo los gramos que hay de cada elemento en 60g, se calcula para 100g, ya que se trata de composición centesimal, multiplicando por 10 y dividiendo por la masa total, la masa de cada elemento.
.
ACTIVIDAD 1Conocido:C,12-H,1-O,16-N,7-S-32-Na,23-Al,27-Cl,35,5. Determinar la composición centesimal de los siguientes compuestos:
1) carbonato cálcico 2) butano 3) amoniaco 4) 2-pentanona 5) sulfato sódico 6) óxido de aluminio 7) propeno 8) hipoclorito de aluminio
2. Determinación de fórmulas moleculares y empíricas
El problema inverso al anterior, o sea dada la composición centesimal determinar la fórmula molecular del compuesto es algo más complicado porque requiere comprender correctamente el significado de las operaciones a realizar.
Se ha dicho que la composición centesimal de cada elemento, daba el nº de gramos de elemento en 100g del compuesto, por lo tanto si se refiere a un mol del compuesto habrá que multiplicarlo por la masa molar (si se conoce). Después, para determinar los moles de átomos de cada elemento que hay en un mol del compuesto, se dividiría por la masa molar de cada uno.
Ejemplo: Dada la composición centesimal de un compuesto N: 21,2%-O: 48,5%- Ca: 30,3%, y la masa molar del compuesto X (132g/mol), determinar su fórmula. Se operaría siguiendo los siguientes pasos:
1 Se divide cada % entre 100 y se multiplica por la masa molar . De esta forma se calculan los gramos del elemento por mol de compuesto
21, 2
132
/
28, 0
/
100
g de N
g de X mol de X
g de N mol de X
g de X
⎛
⎞
×
=
⎜
⎟
⎝
⎠
48, 5
132
/
64, 0
/
100
g de O
g de X mol de X
g de O mol de X
g de X
⎛
⎞
×
=
⎜
⎟
⎝
⎠
30, 3
132
/
40, 0
/
100
g de Ca
g de X mol de X
g de Ca mol de X
g de X
⎛
⎞
×
=
⎜
⎟
⎝
⎠
2. Se divide por la masa atómica, con lo cual se determinan los moles de átomos del elemento en el compuesto
28, 0
/
2
/
14
/
g de N mol de X
moles de N mol de X
g de N mol de N
⎛
⎞
=
⎜
⎟
⎝
⎠
64, 0
/
4
/
16
/
g de O mol de X
moles de O mol de X
g de O mol de O
⎛
⎞
=
⎜
⎟
⎝
⎠
40, 0
/
1
/
40
/
g de Ca mol de X
moles de Ca mol de X
g de Ca mol de Ca
⎛
⎞
=
⎜
⎟
⎝
⎠
En la fórmula habrá 2 moles de átomos de N, 4 moles de átomos de O y 1 mol de átomos de Ca. La fórmula será por lo tanto CaN2O4, o sea Ca(NO2)2, nitrito de calcio
OBSERVACIÓN
Si no se conoce la masa molar del compuesto, el procedimiento mas rápido es dividir por la masa atómica cada %, y después dividir por el menor para referirse a la unidad ( no se debe hacer en compuestos orgánicos). De esa forma se determinaría la fórmula empírica.
En los compuestos orgánicos hace falta conocer la masa molar para conocer la fórmula molecular, teniendo en cuenta que la masa molar es la suma de las masas de los moles de átomos que forman el compuesto.
Fórmulas empíricas o relación entera míni-ma de elementos que formíni-man el compuesto Para ello:
Se divide cada % entre la masa molar (columna 3) y luego entre el menor de ellos para reducir a uno (columna 4), multiplican-do toda la expresión por el número que haga enteros todos los anteriores
Ejemplo:
Elem % MM cociente final
Ca 40 40 1 1
C 12 12 1 1
O 48 16 3 3
Determinar la fórmula molecular del compuesto, dada la % y la masa molecular (PM): 1. C:11%;O:45%;Na:43% PM=106 2.C:82%;H=18% PM=44 3. Na:40%;O:21,5%,Cl:47,5% PM=74,54. 4. C:90%;H:10% PM=40 5. Ca:16,7%;O:53,6%,Cl:29,7% PM=239 6. C:52%;O:35%;H=13% PM=46
7. C:11,3%-O:45,3%-Na:43,4%. PM=106 8. C:85,7%;H=14,3% PM=56 9. C:85,71%-H,14,29%. PM=42 10. C:60%-O:26,67%-H: , PM=60 11. C:66,67-O:22,22, H: PM=72 12.C:54,54%-O:36,36%- H: PM=88 OBSERVACIÓN:
En los compuestos orgánicos de C,O e H, como la composición centesimal tiene que referirse a 100, con los % de dos elementos llega, ya que el % del tercero, se calcula restando a 100, la suma de los dados.
