Química/Fórmula empírica

Una fórmula es una pequeña lista de los elementos químicos que forman una sustancia, con alguna indicación del número de moles de cada elemento presente y, a veces, la relación que tiene con otros elementos de la misma sustancia.

Así, la fórmula del agua es $H_{2}O$ (los subíndices 1 se omiten, quedan sobreentendidos) y la del benceno es $C_{6}H_{6}$.

La fórmula empírica es la fórmula más simple para un compuesto. Comúnmente, las fórmulas empíricas son determinadas a partir de datos experimentales, de ahí su nombre, fórmula empírica.

Por ejemplo, si observamos que dos moles de hidrógeno reaccionan completamente con un mol de oxígeno para formar dos moles de agua (sin generar otro producto), diríamos que la fórmula molecular del agua es $H_{2}O$. Del mismo modo, si observamos que al quemar benceno, siempre obtenemos números iguales de moles de $C$ (contenido en el $CO_{2}$ formado) y de $H$ (monoatómico, existente en el agua producida) podemos decir que la fórmula empírica del benceno es $(CH)$. Midiendo cuidadosamente el oxígeno consumido, veríamos que todo el oxígeno del $CO_{2}$ y del $H_{2}O$ proviene del aire, por lo que la fórmula empírica del benceno es $(CH)$.

Calcular la fórmula empírica de una sustancia

Cuando se quiere calcular una fórmula empírica, lo primordial es realizar un análisis cuantitativo de la sustancia, y después expresar el resultado en moles de átomos (lo que llamamos atomosgramo de cada elemento de la sustancia.

Por ejemplo, nos pueden pedir la fórmula empírica del gas propano, y nos dicen que esta sustancia contiene un 81'8% en peso de carbono y un 18'2% en peso de hidrógeno.

Sabiendo que los pesos atómicos relativos son 12 dalton(uma) para el C, y 1 dalton(uma) para el H, y que esto representa 12 g por mol de átomos de C y 1 g por mol de átomos de H, tomaremos como base de calculo 100 g de propano.

Nº de átomosgramo de C = 81'8/12 = 6'817.

Nº de átomosgramo de H = 18'2/1 = 18'2.

Según esto, ya podríamos escribir: $C_{6'817}H_{18'2}$.

Pero esta expresión suele hacerse más sencilla, simplemente dividiendo los números obtenidos por el más pequeño, con lo que nos quedaría $C_{1}H_{2'67}$.

La fórmula empírica suele representarse $(CH_{2'67})_{n}$.

Para hallar la verdadera fórmula molecular, hay que obtener más datos experimentales, con el fin de hallar el número n

La fórmula molecular es la fórmula que expresa las proporciones correctas y el número correcto de átomos que forman una molécula de una sustancia dada.

La fórmula empírica no necesariamente coincide con la fórmula molecular. Si no coinciden, la fórmula molecular es un múltiplo de la fórmula empírica. Así, en el caso del benceno, la fórmula molecular es igual a la fórmula empírica multiplicada por seis.

Para determinar la fórmula molecular hay que tener la fórmula empírica y el peso molecular.

• Veremos este tipo de cálculos en más detalle en la sección de Cálculos químicos

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