Este documento presenta notas y ejercicios sobre composición porcentual, fórmulas mínima y molecular. Explica cómo calcular la composición porcentual a partir de la fórmula química de un compuesto y cómo determinar las fórmulas empírica y molecular a partir de la composición porcentual. Incluye 10 ejercicios para que los estudiantes resuelvan y entreguen en su portafolio.

1. Centro de Estudios Tecnológicos del Mar en Ensenada
Apuntes y ejercicios de Química 2
Composición porcentual, formulas mínima y molecular.
Prof. José Luis Peña Manjarrez
En esta ocasión se presentan notas cortas y problemas sencillos sobre los temas
“Composición porcentual, formula mínima y formula molecular”, el propósito
fundamental es proporcionar una guía teórico-práctica para los alumnos del
segundo semestre de Acuicultura B.
Se les recuerda que los ejercicios deben resolverse en casa, biblioteca, aula, o
donde quieran. Les sugiero que el trabajo sea en equipo, sin embargo, deberán
incluir todos los ejercicios resueltos en su portafolio de evidencia individual. La
fecha de entrega es el 17 de junio a las 8:00 de la mañana, previo al examen de
ese día.
Nuevamente se les recuerda que un requisito obligatorio para aplicar el
examen es la presentación de un acordeón individual. Todo aquel alumno
que no presente su acordeón o que lo haya copiado no tendrá derecho a
examen.
Composición porcentual y fórmulas químicas
Una ley fundamental de la química afirma que en todo compuesto formado por dos
o más elementos diferentes, éstos se encuentran presentes en dicho compuesto
en una cantidad o composición porcentual determinada. Lo que quiere decir, por
ejemplo, que el hidróxido de aluminio Al(OH)3 que se obtenga en el Cetmar de
Ensenada tendrá el mismo porcentaje de aluminio, de oxígeno y de hidrógeno que
el que se pueda obtener en cualquier otro Cetmar del país.
La composición porcentual a través de la fórmula química
Conocida la fórmula de un compuesto químico, es posible saber el porcentaje de
masa con el que cada elemento que forma dicho compuesto está presente en el
mismo.
Ejemplo:
Una molécula de dióxido de azufre, SO2, contiene un átomo de azufre y dos de
oxígeno. Calcular la composición en tanto por ciento de dicha molécula.
 Datos: la masa atómica del azufre es 32.1 y la del oxígeno, 16.
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Composición porcentual, formulas mínima y molecular.
Prof. José Luis Peña Manjarrez
El problema puede resolverse por dos vías:
o Utilizando unidades de masa atómica:
Masa molecular del SO2 = (32.1) + (2 * 16) = 64.1
Porcentaje de azufre en el compuesto:
Porcentaje de oxígeno en el compuesto:
o Utilizando gramos:
1 mol de moléculas de SO2 (64.1 g) contiene 1 mol de átomos de azufre (32.1 g) y
2 moles de átomos de oxígeno (16.0 g).
Porcentaje de azufre en el compuesto:
Si en 64.1 g de SO2 hay 32.1 g de azufre, en 100 g habrá X, luego
Porcentaje de oxígeno en el compuesto:
Si en 64.1 g de SO2 hay 32.0 g de oxígeno, en 100 g habrá X, luego
Dicho de otra forma, la composición porcentual es el porcentaje en masa de cada
uno de los elementos presentes en un compuesto.
masa total del elemento A
%A= X 100
masa molar del compuesto
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Composición porcentual, formulas mínima y molecular.
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Fórmulas empírica y molecular
La fórmula empírica muestra la mínima relación de números enteros de átomos
presentes en un compuesto, no es la fórmula real.
La fórmula molecular muestra el número de átomos de cada elemento que
constituyen un determinado compuesto. Es la fórmula real.
Dos compuestos pueden tener la misma fórmula empírica, pero no la molecular,
excepto en los casos de isomería muy frecuentes en química orgánica.
Ejemplos:
Compuesto Fórmula molecular Fórmula empírica
Acetileno C2H2 CH
Benceno C6H6 CH
Formaldehído CH2O CH2O
Ácido acético C2H4O2 CH2O
Glucosa C6H12O6 CH2O
Dióxido de carbono CO2 CO2
Hidrazina N2H4 NH2
A partir de la composición porcentual de un compuesto, podemos calcular la
fórmula empírica y la molecular de dicho compuesto.
Ejemplo:
El propileno es un hidrocarburo cuya masa molar es de 42.0 g y contiene 14.3%
de H y 85.7% de C. ¿Cuál es su fórmula empírica?, ¿Cuál es su fórmula
molecular?
Paso 1. Tomar como base 100 g del compuesto, lo cual nos permite expresar los
porcentajes como gramos.
En 100 g de propileno hay
14.3 g de H
85.7 g de C
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Composición porcentual, formulas mínima y molecular.
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Paso 2. Convertir los gramos a moles
1 mol de H
14.3 g H ( ) =14.16 mol H
1.01 g H
1 mol de C
85.7 g de C ( ) =7.14 mol C
12.01 g C
Paso 3. Dividir cada valor obtenido en el paso 2 entre el menor de ellos. Si los
números obtenidos son enteros, usarlos como subíndices para escribir la fórmula
empírica. Si los valores no son enteros, se deben multiplicar por el entero más
pequeño que de por resultado otro entero
14.6 7.14
H = 2.04 C = 1.0
7.14 7.14
Los decimales de .0 y .9 se aproximan al entero más cercano.
Por lo tanto, la fórmula empírica CH2
Paso 4. Obtener la masa molar de la fórmula empírica y dividir, la masa real
proporcionada como dato del problema entre la masa molar de la fórmula
empírica. El resultado debe ser entero o muy cercano a un entero. Este número
conocido "n" (unidades de fórmula empírica) se multiplica por los subíndices de la
fórmula empírica para obtener la fórmula molecular.
Fórmula empírica CH2
C 1 x 12.01 = 12.01
42.00
H 2 x 1.01 = 2.02 + n= = 2.99 3
14.03
14.03
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La fórmula química de un compuesto a través de su composición porcentual
Conocida la composición porcentual de un compuesto o su composición elemental
en gramos, se puede determinar su fórmula más simple mediante cálculos
elementales.
La fórmula mínima o fórmula empírica de un compuesto es la menor relación
entre el número de átomos presentes en una molécula de ese compuesto.
A través de la composición porcentual de un compuesto, puede conocerse su
fórmula empírica.
Ejemplo:
El análisis de una muestra de un compuesto puro revela que contiene un 27.3%
de carbono y un 72.7% de oxígeno en masa. Determinar la fórmula empírica de
ese compuesto.
Para resolver el problema consideramos 100 g del compuesto. Dada la
composición porcentual del mismo, de esos 100 g corresponden 27.3 al carbono y
72.7 al oxígeno. Con ello, se puede calcular el número de moles de átomos de
cada elemento:
o
Dividiendo los dos números obtenidos entre el menor de ellos, se llega a una
relación empírica entera entre ambos, a partir de la cual se tiene la relación de
átomos en la fórmula empírica:
o
La fórmula empírica corresponde al CO2, dióxido de carbono.
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Ejercicios para resolver en casa y entregar en el portafolio de evidencia:
I. Calcule la composición porcentual de cada elemento en los siguientes
compuestos:
1.- Carbonato de niquel III: Ni2(CO3)3
2.- C4H10
3.- NaNO3
4.- Almidón
5.- Clorofila
6.- El nitrato de amonio, NH4NO3, el cual se prepara a partir de ácido nítrico, se
emplea como fertilizante nitrogenado. Calcula los porcentajes de masa de los
elementos en el nitrato de amonio.
7.- Una muestra de 3.87 mg de ácido ascórbico (vitamina C) por combustión
genera 5.80 mg de CO2 y 1.58 mg de H2O. ¿Cuál es la composición en porciento
de este compuesto (el porcentaje de masa de cada elemento)?. El ácido ascórbico
contiene solamente C, H y O
II. Resuelve los siguientes problemas sobre formulas empíricas y
moleculares:
1.- Un sulfuro de hierro contiene 2.233 g de Fe y 1.926 g de S. Si la masa molar
del compuesto es 208 g, ¿cuál es la fórmula molecular del compuesto?
2.- Hemos obtenido la siguiente composición porcentual de un compuesto: 92.3 %
de C y 7.7 % de H. ¿Cuál es la fórmula empírica?. Si la masa molecular es 78,
¿cuál es su fórmula molecular?
3.- Hemos obtenido la siguiente composición porcentual de un compuesto: 85.7 %
de C y 14.3 % de H. ¿Cuál es la fórmula empírica?. Si la masa molecular es 84,
¿cuál es su fórmula molecular?
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Composición porcentual, formulas mínima y molecular.
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4.- Hemos obtenido la siguiente composición porcentual de un compuesto: 38.6 %
de K, 13.9 % de N y 47.5 % de O. ¿Cuál es la fórmula empírica?. Si la masa
molecular es 101, ¿cuál es su fórmula molecular?
5.- Determinar la fórmula molecular de los siguientes compuestos, para los cuales
corresponden las siguientes fórmulas empíricas y masas moleculares:
a) NH4SO4 228
b) CO2H 90
c) Na2CrO4 162
d) CH2O 180
6.- Determinar:
a) La fórmula mínima o empírica de una sustancia constituída por
28.1% de S; 56.1 % de O; 12.3 % de N y el resto H.
b) La fórmula molecular, sabiendo que en 0.25 moles de la misma
hay 1.2 x 1024 átomos de O.
c) Resolver nuevamente el inciso anterior teniendo como dato
que el peso molecular es 228.
7.- El tetrationato de sodio está constituido por 17.0 % de Na; 47.4% de S y
el resto de O. Determinar:
a) su fórmula empírica o mínima.
b) su fórmula molecular, sabiendo que en 0.25 moles de la misma
hay 9.035 x 1023 átomos de O.
8.- Una muestra de un compuesto que pesa 83.5 g contiene 33.4 g de azufre. El
resto es de oxígeno, ¿Cuál es la fórmula mínima?.
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Composición porcentual, formulas mínima y molecular.
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9.- El ácido benzoico es un polvo blanco, cristalino, que se emplea como
preservativo de alimentos. El compuesto contiene 68.8% de C, 5.0% de H y 26.2%
de O; por masa. ¿Cuál es la fórmula mínima?
10.- La composición en porciento del acetaldehído es 54.5% de C, 9.2% de H y
36.3 de O, y su peso molecular es 44. Determina la fórmula molecular del
acetaldehído
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