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Fórmulas mínima y molecular
por Cristina Andrade Guevara
Como recordarás, las fórmulas químicas expresan la constitución de los compuestos o sustancias químicas, en las cuales puedes observar qué elementos están presentes en ellas y también qué cantidad de átomos de cada elemento están participando.
Ahora bien, sabes perfectamente que esa fórmula química corresponde exactamente a un compuesto con nombre definido, por lo que cuando en ella se indica la cantidad exacta de átomos de cada elemento presentes en una sustancia se habla de fórmula molecular.
En otras palabras:
La fórmula molecular representa la relación real que hay entre los átomos de los elementos de un compuesto.
Por ejemplo, el Cl
2es la fórmula molecular del cloro (Cl), el O
3representa la fórmula molecular del ozono, el H
2O representa la fórmula molecular del agua.
Pensarás entonces, con toda razón, que la fórmula molecular es la misma que la fórmula química y estás en lo correcto.
Se tiene la fórmula del gas butano C
4H
10(que es utilizado como combustible) en la cual se indica que cada molécula de butano contiene cuatro átomos de carbono por cada diez átomos de hidrógeno.
La fórmula C
4H
10indica que la proporción entre átomos de carbono y átomos de hidrógeno es de 4:10.
Aunque también se puede decir que la proporción es de 2:5 y ¿te preguntarás por qué?, porque se obtiene mitad en cada uno de los subíndices.
De ahí que puedes escribir la fórmula como C
2H
5que representa la fórmula mínima o empírica del butano.
La fórmula empírica es entonces la que te indica los elementos que están presentes en su proporción mínima y deben ser números enteros.
Por lo tanto:
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La fórmula mínima es la que indica la relación más sencilla o simple entre los átomos de un compuesto.
¿Cómo saber entre qué número dividir los subíndices? Es tan sencillo como sacar el máximo común divisor de los subíndices que conforman la fórmula molecular.
Todos los subíndices de la fórmula al ser divididos entre su MCM deben dar un número entero.
¿Ya te diste cuenta que es posible determinar la fórmula empírica a partir de la fórmula molecular?, pero ¿será posible obtener la fórmula molecular a partir de la fórmula empírica? La respuesta es no porque realmente es muy difícil y en ese sentido, no se procederá a la inversa, es decir, que a partir de una fórmula empírica se obtenga una molecular.
A continuación se presentan algunos ejemplos:
Ejemplo 1
La fórmula de la hidracina es N
2H
4,encuentra la fórmula mínima.
Solución
Observa que la fórmula de la hidracina admite en sus dos subíndices la mitad, por lo que la fórmula mínima queda como: NH
2Ejemplo 2
La fórmula molecular de la glucosa es C
6H
12O
6,encuentra la fórmula mínima.
Solución
Observa que los subíndices de la fórmula de la glucosa aceptan ser divididos entre seis. Este valor
se obtiene del máximo común divisor de todos los subíndices de la fórmula.
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3
6 12 6 2
3 6 3 2
3 3 3 3
1 1 1
Estos dos números indican que son comunes divisores y por lo tanto el máximo común divisor se obtiene al multiplicar el 2 y el 3. En este caso al corroborar, el MCD es 6.
La fórmula mínima de la glucosa es: CH
2O
Recuerda que los subíndices y coeficientes 1 no es necesario que se escriban.
Ejemplo 3
Obtén la fórmula mínima del óxido nitroso N2O.
Observa que aunque el nitrógeno acepta ser dividido entre dos, el oxígeno no acepta mitad porque no se alcanza un número entero, si no 0.5
Por lo tanto, la fórmula mínima del N2O es la misma que la fórmula molecular, es decir N2O.
Reactivo limitante y reactivo en exceso
Cuando se llevan a cabo las reacciones químicas, ya sabes que deben mantener una relación estequiométrica adecuada y para eso se realiza el balanceo de ecuaciones. Sin embargo, hay ocasiones en que se tienen procesos nuevos y los reactivos no están estequiométricamente correctos, ya que la ecuación no ha sido balanceada.
Los procesos a nivel industrial tienen como propósito producir grandes cantidades de un compuesto con la materia prima (reactivos) adecuada y para lograrlo, también utilizan reactivos en abundancia.
Como es lógico que no esté balanceado, siempre al final del proceso hay un excedente del reactivo que se agregó, al cual se le llama reactivo en exceso y un reactivo que se acabará primero al llevarse a cabo la reacción que se denomina reactivo limitante.
A continuación se te presenta un ejemplo cotidiano para que visualices los conceptos:
Invitas cinco amigos a tu casa para ver una película. A cada uno de ellos le preparas una pizza
especial, pero de repente otros dos amigos llegan inesperadamente.
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Figura 1. Pizza Pie Too (Cody, 2006).
Por lo tanto, dos amigos se quedarán sin pizza, pues el número de éstas es limitado. En otras palabras, se tiene un exceso de amigos y un tope de pizzas.
El reactivo limitante es el que se ha consumido en su totalidad dentro de una reacción química.
El reactivo en exceso es aquel que se presenta en más cantidad de la necesaria para actuar con el reactivo limitante en una reacción química.
Estos conceptos debes tenerlos presentes, pues así te puedes dar una idea de por qué en ocasiones no se dan al 100% los procesos químicos, ya que siempre habrá reactivos que limiten esa
productividad.
¿Por qué crees que cuando preparas una gelatina te puede quedar muy aguada o muy dura?
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Bibilografía
Chang, R. (2006). Principios esenciales de Química General (4a. ed.). España: Mc Graw-Hill. Disponible en la base de datos e-libro de la Biblioteca Digital de la UVE
Referencia de la imagen
Cody, M. (2006). Pizza Pie Too. Recuperada de http://www.sxc.hu/photo/630143 (Imagen Royalty free, de acuerdo a: http://www.sxc.hu/help/7_2).
