Determinación del porcentaje a partir de la fórmula. Se llama también composición centesimal o tanto por ciento %, a la cantidad de cada uno de los elementos que se encuentran en 100 gs. de la sustancia dada, Conocida la fórmula empírica o molecular de un cuerpo, resulta muy sencillo determinar su composición centesimal; se procede de la siguiente manera, ejemplo: Para calcular la composición centesimal debemos conocer los siguientes datos:
a) Los elementos que figuran en el compuesto.
b) Los pesos atómicos de los elementos presentes.
c) El peso molecular del compuesto.
Problema. Calcular la composición centesimal del sulfato potásico de fórmula K2 S04
Para cálculos rápidos se puede utilizar la siguiente fórmula:
La composición del sulfato potásico es.
O también se puede hacer la siguiente proporción:
Conocida la fórmula empírica se puede determinar sólo el porcentaje de uno de los componentes. Ejemplo:
Problema. Determinar el porcentaje del agua en el Cu SO4 ∙ 5H2O
Determinación de la fórmula empírica de un cuerpo a partir del porcentaje. Generalmente el químico expresa los resultados de sus análisis en tanto por ciento de los cuerpos simples que forman el compuesto. Para determinar la fórmula empírica de un cuerpo se siguen los siguientes pasos:
1. Se divide el porcentaje de cada elemento por su propio peso atómico.
2. Los resultados encontrados se dividen por el menor de ellos.
3. Estos resultados redondeados se escriben como índices de la fórmula.
Problema. Verificado el análisis de un cuerpo puro, hemos llegado al resultado siguiente:
dividiendo por el menor de dichos números tenemos:
Luego la fórmula empírica del cuerpo es:
Nota. Pudiera ocurrir que los cocientes hallados en la última operación no fueran números enteros y como no es posible que, en un cuerpo compuesto, entren fracciones de átomos de sus componentes, será necesario multiplicar los cocientes obtenidos por un factor sencillo que los convierta en números enteros, o bien simplemente duplicar Ejemplo:
Problema. El análisis de un cuerpo nos da el siguiente porcentaje p = 43,662, O = 56,338 determinar la fórmula empírica de dicho cuerpo.
Dividiendo por el menor de dichos números tenemos:
La relación es 1: 2,5 no nos soluciona el problema; pero multiplicando sus términos por 2 se convierte en:
2 : 5
Luego la fórmula será: P2O5
Determinación de las fórmulas Moleculares. Las fórmulas determinadas anteriormente nos dan las proporciones más sencillas en que entran los átomos en su composición. Sin embargo, no siempre nos expresan la verdadera fórmula molecular, pues son muchos los casos en los que hay que multiplicar por un número sencillo todos los sub-índices de aquella, para obtener la fórmula molecular. ejemplo:
Problema. El análisis del ácido oxálico nos da para dicha sustancia la siguiente composición:
valores de los cuales se deduce aplicando el método anterior que la relación C : O : H viene expresada por 1 : 2 : 1, de donde deducimos para la fórmula empírica del ácido oxálico: CO2 H.
Pero como el peso molecular del ácido oxálico es igual a 90 y según su fórmula empírica, resulta igual a 45, luego se comprende inmediatamente que la fórmula molecular del ácido oxálico resultará de multiplicar por 2 los sub-índices de la empírica es decir que será (C2 O4 H2).
Pesos Equivalentes. Definición:
“Peso equivalente o equivalente gramo es la cantidad de elemento que se combina con 8 gr. de oxígeno, 1,008 gs de H2 o con su at/gr de cualquier elemento monovalente bien que desplaza 11,2 litros de hidrógeno 0,56 litros de oxígeno medidos en condiciones normales C.N.”.
Reglas para Calcular el peso equivalente–gramo.
1. Cuando se trata de un elemento simple; se divide su peso atómico por el valor absoluto de la valencia con que funciona; si el elemento es de valencia variable tendrá tantos pesos equivalentes-gramo como tipos de valencias tenga Ejemplo:
Eq del Cu P a. = 63,5.
La expresión matemática es:
2. Cuando se trata de un ácido se divide el peso molecular por el número de hidrógenos sustituibles. Ejemplos:
3. Cuando se trata de un hidróxido o base; se divide al P m por el número de oxidrilos. Ejemplo:
4. Cuando se trata de una sal, se divide el P m. por el número de cargas positivas o negativas, para lo cual es necesario ionizar dicha sal, Ejemplo:
5. Cuando se trata de los cuerpos que actúan como oxidantes o como reductores se divide el P M por el número de electrones ganados o perdidos. Ejemplo:
Nota. Para determinar los equivalentes químicos de los cuerpos que se reducen u oxidan no es necesario igualar la ecuación completa, todo lo que debe saberse es el cambio de valencia del elemento.