Fórmulas moleculares y empíricas

Expresión simplificada que indica el número relativo de átomos de cada clase que contiene una sustancia obtenida de manera experimental. La fórmula empírica hasta aquí definida se convierte en molecular cuando además se expresa la correcta proporción en que éstos se hallan en una molécula del compuesto. En ocasiones, ambas expresiones pueden coincidir, pero en otras ocasiones, esto no sucede.

Para poder hallar la fórmula molecular de un cuerpo, es preciso conocer, en primer término, la fórmula empírica de la sustancia y, además, la masa molecular de la misma, ya que dicha masa molecular siempre es un múltiplo de la masa determinada por la fórmula empírica. Es decir que:

Masa obtenida por la fórmula molecular = n . (Masa obtenida por la fórmula empírica)

Lo que significa que si la fórmula empírica de un compuesto es AxByCz, su fórmula molecular es algún múltiplo entero (AxByCz)n.

En definitiva, la fórmula de un elemento nos brinda una doble información sobre el mismo, ya que nos dice:

Los elementos que lo forman.

Las proporciones en que dichos elementos intervienen en una molécula de él.

Así, por ejemplo, si nos dicen que la fórmula del ácido sulfúrico es H2SO4, sabremos que:

El ácido sulfúrico está formado por hidrógeno, azufre y oxígeno.

En una molécula de ese compuesto, por cada átomo de azufre hay dos de hidrógeno y cuatro de oxígeno. Obsérvese que, cuando el subíndice de un elemento toma el valor 1 (caso del azufre), dicho valor se omite.

Problema 1

La masa molecular del benceno es 78,54 y su fórmula empírica es CH. Hallar la fórmula molecular de este compuesto.

Masas atómicas:  C = 12,01;  H = 1,008

Solución. La masa molecular del benceno a partir de su fórmula empírica es:

Luego, según lo dicho:

Luego la fórmula molecular del benceno sería (CH)6 , es decir C6H6.

A veces, la fórmula empírica se deduce del análisis de la sustancia, el cual nos proporciona la composición centesimal de la misma.

Problema 2

Masas atómicas:  Na = 23; S = 32; O = 16

Solución.  En 100 g de sustancia, según los datos del problema, tendremos:

Dividiendo por el menor, para hallar la proporción en que se hallan:

Luego, por cada átomo de sodio, hay uno de azufre y cuatro de oxígeno, con lo que la fórmula empírica del compuesto es:

La masa molecular empírica es:

Luego:

Con lo que la fórmula molecular sería: