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Determinar la fórmula empírica

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Determinar la fórmula química de un compuesto es un aspecto fundamental de la ocupación de una farmacia.

En una fórmula química, elemento símbolos y subíndices numéricos describen los tipos y número de átomos presentes en una molécula. La fórmula empírica es un tipo simple de fórmula química, que proporciona la relación de números enteros más pequeña entre elementos en un compuesto molecular. Debido a la ley de conservación de la masa, la fórmula empírica se encuentra a menudo con composición elemental o porcentaje de masa.

Este video se introduce la fórmula empírica y demostrar cómo se puede calcular mediante un simple experimento en el laboratorio.

La fórmula empírica es el tipo más simple de fórmula química, como lo muestra el número relativo de átomos de cada elemento en un compuesto dado. Por ejemplo, en peróxido de hidrógeno, hay una parte en masa de hidrógeno por cada 16 partes en masa de oxígeno. Por lo tanto para cada átomo de hidrógeno es un átomo de oxígeno, y la fórmula empírica es H O. Muchas moléculas diferentes pueden tener la misma fórmula empírica.

La fórmula molecular se relaciona con la fórmula empírica y representa el número real de átomos de cada tipo en un compuesto. Por ejemplo, la fórmula molecular del peróxido de hidrógeno es H2O2, ya que cada molécula tiene dos átomos de hidrógeno y dos átomos de oxígeno. Una fórmula estructural muestra el número de cada tipo de átomo y los lazos entre ellos. Líneas individuales representan un enlace químico. Por ejemplo, para el peróxido de hidrógeno el fórmula estructural se ve así: H-O-O-H.

Fórmulas con un punto entre el compuesto y agua hidratos. Los hidratos son compuestos químicos que tienen las moléculas de agua conectados, pero no covalentemente. Hidratos fácilmente pierden sus moléculas de agua al calentarse y convertirse en "anhidro", o "sin"agua. Compuestos anhidros e hidratos tienen características físicas únicas, como las moléculas se organizan diferentemente.

Ahora que se han explicado los principios básicos de la fórmula empírica, permite confirmar la fórmula de un hidrato del cloruro de cobre en el laboratorio.

Para comenzar el procedimiento, secar el crisol superior a 120 ° C para eliminar cualquier humedad adsorbida y determinar con exactitud su peso.

Pesar una muestra de un hidrato del cloruro de cobre y colóquelo en el crisol.

A continuación, calentar la muestra en el crisol usando una fuente de calor como un mechero de Bunsen. Coloque la tapa en el crisol para ayudar a evitar salpicaduras, pero mantenerla abierta ligeramente para permitir que el vapor de agua a escapar.

Calentar la muestra hasta que ha cambiado de un color azul verdoso a un color rojo marrón. Este cambio de color es indicativo de la forma anhidra de cloruro de cobre. Remover para que el agua ha sido expulsado de la muestra, y el color es constante a lo largo.

A continuación, enfriar la muestra en un desecador para evitar rehidratación.

Medir con precisión la masa de la muestra anhidra. La diferencia corresponde a la aguas de hidratación que se perdieron al calentarse.

Transferir la muestra seca en un vaso de precipitados de 250 mL y disolver en 150 mL de agua desionizada. La solución debe virar a azul otra vez, como el cloruro de cobre es rehidratado.

Agregue un trozo pequeño de alambre de aluminio en el vaso. El plus dos cobre azul reducirá a cero cobre rojizo en la superficie del alambre, mientras que el aluminio se oxida al descolorido aluminio tres más. El color azul de la solución desaparecerá durante la reacción.

Después de unos 30 min, utilizar aluminio adicional para asegurar que todo el cobre ha reducido a un metal de cobre sólido.

A continuación, agregar aproximadamente 10 mL de ácido clorhídrico de 6 M para disolver el alambre de aluminio.

Usando un Büchner embudo y papel de filtro previamente pesado, vacío filtran la solución descolorida. Enjuague la muestra con etanol absoluto o puro. Permita que la muestra a secar al aire.

Por último, medir la masa del cobre sólido.

Para determinar la fórmula empírica de hidrato del cloruro de cobre, primero calcular la masa de cada componente. La masa de agua se determina restando el peso del secada cloruro de cobre por el peso de los hidratos de cloruro de cobre. La masa de cobre se encontró experimentalmente. Por último, la masa de cloruro se encuentra restando la masa del cobre y del agua de la masa total de la muestra.

Para determinar la proporción de número entero más pequeño de componentes en el recinto, convertir la masa de cada componente a moles utilizando la masa molar. Entonces divida cada componente por el número más pequeño de moles en la muestra (en este caso de cobre). La relación de números enteros más pequeña da la fórmula de CuCl2· 2H2O.

La determinación y conocimiento de la fórmula empírica de un compuesto es importante en muchas áreas de la química y la investigación.

Química Forense es la aplicación de la química en un ajuste legal. Por ejemplo, compuestos desconocidos, tales como drogas y venenos, se encuentran a menudo en escenas de crímenes. Químicos forenses utilizan una amplia gama de métodos para identificar la sustancia desconocida.

A menudo, el siguiente paso en la identificación de una sustancia desconocida es utilizar la fórmula empírica para determinar la fórmula molecular. Un espectrómetro de masas se utiliza con frecuencia para ayudar en este paso, como el espectrómetro de masas separa los componentes por su proporción de masa a carga. Así, la masa de la molécula puede utilizarse entonces para determinar la fórmula molecular.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a la fórmula empírica. Ahora debería entender cuál es la fórmula empírica de una sustancia, cómo se diferencia de la fórmula molecular y cómo determinar en el laboratorio.

¡Gracias por ver!

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