Objetivos de aprendizaje
- Determinar la masa de la fórmula de un compuesto iónico o molecular.
Una habilidad necesaria en futuros capítulos es la capacidad de determinar la masa de la fórmula de un compuesto iónico. Esta cantidad se denomina masa de fórmula. La masa de la fórmula se obtiene sumando las masas de cada átomo individual en la fórmula del compuesto. Debido a que una fórmula adecuada es eléctricamente neutra (sin electrones netos ganados o perdidos), los iones pueden ser considerados átomos para el propósito de calcular la masa de la fórmula.
Comencemos por calcular la masa de la fórmula del cloruro de sodio (NaCl). Esta masa de fórmula es la suma de las masas atómicas de un átomo de sodio y un átomo de cloro, que encontramos en la tabla periódica; aquí, utilizamos las masas con dos decimales:
Na: 22,99 amu
Cl: +35,34 amu
Total: 58,44 amu
Con dos decimales, la masa de fórmula del NaCl es 58,44 amu.
Cuando un compuesto iónico tiene más de un anión o catión, hay que recordar utilizar el múltiplo adecuado de la masa atómica del elemento en cuestión. Para la masa de la fórmula del fluoruro de calcio (CaF2), debemos multiplicar la masa del átomo de flúor por 2 para tener en cuenta los dos átomos de flúor en la fórmula química:
Ca: 1 x 40,08 = 40,08 amu
F: 2 x 19,00 = +38.00 amu
Total = 78,08 amu
La masa de fórmula del CaF2 es 78,08 amu.
Para los compuestos iónicos con iones poliatómicos, la suma debe incluir el número y la masa de cada átomo en la fórmula del ion poliatómico. Por ejemplo, el nitrato de potasio (KNO3) tiene un átomo de potasio, un átomo de nitrógeno y tres átomos de oxígeno:
K: 1 x 39,10 = 39,10 amu
N: 1 x 14.00 = +14,00 amu
O: 3 x 16,00 = +48,00 amu
Total = 101,10 amu
La masa de fórmula del KNO3 es 101,10 amu.
El nitrato de potasio es un ingrediente clave en la pólvora y se ha utilizado clínicamente como diurético.
Cuando una fórmula contiene más de una unidad poliatómica en la fórmula química, como en Ca(NO3)2, no olvide multiplicar la masa atómica de cada átomo dentro del paréntesis por el subíndice fuera del paréntesis. Esto es necesario porque el subíndice se refiere a todo el ion poliatómico. Así, para el Ca(NO3)2, el subíndice 2 implica dos iones nitrato completos, por lo que debemos sumar las masas de dos (1 × 2) átomos de nitrógeno y seis (3 × 2) átomos de oxígeno, junto con la masa de un solo átomo de calcio:
Ca: 1 x 40,08 = 40,08 amu
N: 2 x 14,00 = +28.00 amu
O: 6 x 16,00 = +96,00 amu
Total = 164,08 amu
La clave para calcular la masa de la fórmula de un compuesto iónico es contar correctamente cada átomo de la fórmula y multiplicar las masas atómicas de sus átomos en consecuencia.
A su salud: Hidratos
Algunos compuestos iónicos tienen agua (H2O) incorporada dentro de su unidad de fórmula. Estos compuestos, llamados hidratos, tienen un número característico de unidades de agua asociadas a cada unidad de fórmula del compuesto. Los hidratos son sólidos, no líquidos ni soluciones, a pesar del agua que contienen.
Para escribir la fórmula química de un hidrato, escriba el número de unidades de agua por unidad de fórmula del compuesto después de su fórmula química. Las dos fórmulas químicas están separadas por un punto centrado verticalmente. El hidrato de sulfato de cobre(II) tiene cinco unidades de agua asociadas a cada unidad de fórmula, por lo que se escribe como CuSO4-5H2O. El nombre de este compuesto es sulfato de cobre(II) pentahidratado, con el prefijo penta- indicando la presencia de cinco unidades de agua por unidad de fórmula de sulfato de cobre(II).
Los hidratos tienen varios usos en la industria de la salud. El hemihidrato de sulfato de calcio (CaSO4-½H2O), conocido como yeso de París, se utiliza para hacer yesos para huesos rotos. La sal de Epsom (MgSO4-7H2O) se utiliza como sal de baño y como laxante. El cloruro de aluminio hexahidratado es un ingrediente activo en los antitranspirantes. La tabla adjunta enumera algunos hidratos útiles.
| Fórmula | Nombre | Usos |
|---|---|---|
| AlCl3-6H2O | Hexahidrato de cloruro de aluminio | antitranspirante |
| CaSO4-½H2O | sulfato de calcio hemihidrato (yeso de París) | fundidos (para huesos rotos y yesos) |
| CaSO4-2H2O | sulfato de calcio dihidrato (yeso) | componente de la pared seca |
| CoCl2-6H2O | hexahidrato de cloruro de cobalto (II) | agente de secado, indicador de humedad |
| CuSO4-5H2O | sulfato de cobre(II) pentahidratado | fungicida, algicida, herbicida |
| MgSO4-7H2O | sulfato de magnesio heptahidratado (sales de Epsom) | relajante, sal de baño |
| Na2CO3-10H2O | carbonato de sodio decahidratado (sosa para lavar) | aditivo para la ropa/limpiador |
Lo más importante
- Las masas de los compuestos iónicos pueden determinarse a partir de las masas de los átomos en sus fórmulas.
Contribuidores y Atribuciones
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Anónimo
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Marisa Alviar-Agnew (Sacramento City College)
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Henry Agnew (UC Davis)
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