FÓRMULA MOLECULAR: COM TREURE-LA, EXEMPLES I EXERCICIS - QUIMICA - 2025

La fórmula molecular és una representació d'una molècula d'un compost, en la qual s'indiquen, mitjançant els seus símbols químics, els àtoms de tots els elements presents en el compost i el nombre d'ells. Cada àtom ve acompanyat d'un subíndex.

La fórmula molecular té la limitació que no indica els enllaços dels diferents àtoms de la molècula, ni la seva relació espacial; tal com sí ho expressa la fórmula estructural. En alguns casos, no és específica, per exemple: C ₆ H ₁₂ O ₆ és la fórmula molecular de la glucosa, la galactosa i la fructosa.

A partir d'una mateixa fórmula molecular pot obtenir-se una infinitat de compostos isoméricos. Aquesta correspon a un compost orgànic variable d'alta massa molecular. Font: Gabriel Bolívar.

Hi ha un conjunt de regles per a la disposició dels àtoms en una fórmula molecular. Per a les sals iòniques, per exemple clorur de sodi, primer es col·loca el símbol de l'catió (Na ⁺) i després el símbol de l'anió (Cl ^-). Per això la fórmula molecular d'el clorur de sodi és NaCl.

La fórmula molecular dels compostos orgànics s'escriu col·locant primer el símbol de l'carboni (C), seguit de l'símbol de l'hidrogen (H) i després els restants àtoms. Per exemple, la fórmula molecular d'l'àcid acètic és C ₂ H ₄ O ₂.

Com treure la fórmula molecular

L'obtenció de la fórmula molecular d'un compost està basada en l'establiment previ de la fórmula mínima o empírica del mateix. Per aquesta raó, els passos inicials en l'obtenció de les dues fórmules són comuns.

primer pas

És usual l'expressió de la massa dels elements d'un compost químic en una forma percentual. S'ha de fer llavors un càlcul senzill per transformar els percentatges màssics dels diferents elements en les seves masses expressades en grams.

segon pas

Coneixent la massa en gram de cada un dels elements, i la seva massa atòmica, es pot obtenir el nombre relatiu de cada àtom o el nombre de mols de cada àtom dividint la massa de cada un dels diferents elements entre la seva massa atòmica.

tercer pas

Es divideixen els nombres relatius de tots els àtoms, entre el nombre relatiu de valor menor. Els valors de la proporció mínima han de ser número sencers. En el cas que un valor de la proporció contingui un decimal, cal fer una correcció que faci desaparèixer tal decimal.

La correcció consisteix a multiplicar tots els valors de la proporció per un nombre que torni sencers a tots els valors. Per exemple, si un valor de la proporció mínima és 1.25, s'han de multiplicar tots els valors per quatre (4). Ja que 1.25 multiplicat per 4 és igual a 5, un nombre sencer.

quart pas

Es col·locaran tots els símbols químics dels elements de l'compost i amb el seu subíndex corresponent; això és, el valor de la proporció mínima de l'element.

cinquè pas

La fórmula mínima d'un compost es pot transformar en la seva fórmula molecular mitjançant l'obtenció de la relació entre el pes molecular de l'compost i el de l'pes de la seva fórmula mínima (n). Aquesta relació és la mateixa que hi ha entre la fórmula molecular i la fórmula mínima.

n = pes molecular de l'compost / pes de la fórmula mínima

Per obtenir la fórmula molecular, s'ha de multiplicar la fórmula mínima per n. Això implica que cada un dels subíndexs de la fórmula mínima haurà de ser multiplicat per n.

n = Pes molecular / Pes fórmula mínima

= Fórmula molecular / Fórmula mínima

Fórmula molecular = n · fórmula mínima

Exemples de fórmules moleculars

A continuació s'enlistan algunes fórmules moleculars comuns:

-Òxid ferrós (FeO)

-Hidróxido de sodi (NaOH)

-Òxid de potassi (K ₂ O)

-Òxid perclòric (Cl ₂ O ₇)

-Hidróxido fèrric

-Cloruro de calci (CaCl ₂)

-Àcid clorhídric (HCl)

-Sulfato de sodi (N ₂ SO ₄)

-Àcid sulfúric (H ₂ SO ₄)

-Àcid perbrómico (HBrO ₄)

-Cloruro d'alumini (AlCl ₃)

-Metano (CH ₄)

-Propano (C ₃ H ₈)

-Etano (C ₂ H ₆)

-Alcohol etílic (C ₂ H ₆ O)

-Àcid acètic (C ₂ H ₄ O ₂)

-Benceno (C ₆ H ₆)

-Glucosa (C ₆ H ₁₂ O ₆)

exercicis resolts

- Exercici 1

El benzoat de metil té els percentatges de massa següents:

C: 70,57%, H: 5,93%

O: 23,49%

I un pes molecular de 136,1 g / mol. Determineu la fórmula molecular.

primer pas

El primer pas és expressar els percentatges de massa dels elements en les seves masses en grams, sabent que els percentatges de massa estan en relació a l'pes molecular.

Dels 136,1 grams corresponents a l'mol de l'compost, 70,57% representa només carboni. I així successivament amb la resta d'elements:

Massa de carboni = 136,1 g · (70,57 / 100)

= 96,05 g

Massa d'hidrogen = 136,1 g · (5,93 / 100)

= 8,06 g

Massa d'oxigen = 136,1 · (23,49 / 100)

= 31,96 g

segon pas

En l'elaboració de la fórmula molecular s'ha de determinar els números relatius dels àtoms (NRA). Per a això, es divideixen les masses dels elements entre les seves masses atòmiques:

NRA (C) = 96 g / 12 g

= 8

NRA (H) = 8 g / 1 g

= 8 g

NRA (O) = 32 g / 16 g

= 2

tercer pas

Hem de calcular llavors les proporcions mínima dels elements (PME). Per a això es divideixen tots els valors de NRA entre el valor d'NRA menor:

PME (C) = 8/2

= 4

PME (H) = 8/2

= 4

PME (O) = 2/2

= 1

quart pas

Escriure la fórmula mínima de l'benzoat de metil, basant-se que els subíndexs dels elements són els seus proporcions mínimes calculades:

C ₄ H ₄ O

cinquè pas

Finalment, s'ha d'establir la fórmula molecular d'el benzoat de metil. Calculem doncs n:

n = pes molecular / pes fórmula mínima

El pes de la fórmula mínima ve a ser de 68 g / mol:

= 136,1 g / 68 g

n ≈ 2

Fórmula molecular = 2 · fórmula mínima

= 2 · C ₄ H ₄ O

Fórmula molecular de l'benzoat de metil = C ₈ H ₈ O ₂

- Exercici 2

Els percentatges dels elements que formen el benzè són els següents:

C: 92,36%

H: 7,64%.

El pes molecular de l'benzè és 78 g / mol. Determineu la seva fórmula molecular.

primer pas

Transformar els percentatges en massa dels elements en les seves masses en grams:

Massa de carboni = 78 g · (92,36 / 100)

= 72,04 g

Massa d'hidrogen = 78 g · (7,64 / 100)

= 5,96 g

segon pas

Càlcul dels nombres relatius dels àtoms (NRA). Per a això, es divideixen les masses dels elements entre les seves masses atòmiques:

NRA (C) = 72 g / 12 g

= 6

NRA (H) = 6 g / 1 g

= 6

tercer pas

Càlcul dels valors de la proporció mínima dels elements (PME). Això es calcula dividint els valors de NRA de tots els elements entre el valor menor de NRA:

PME (C) = 6/6

= 1

PME (H) = 6/6

= 1

quart pas

Escriptura de la fórmula mínima de l'benzè, tenint en compte que els subíndexs dels elements són els valors de la proporció mínima calculada.

Fórmula mínima de l'benzè: CH

cinquè pas

Establiment de la fórmula molecular mitjançant el càlcul de la relació entre la massa molecular i la massa de la fórmula mínima:

n = Pes molecular / Pes de la fórmula mínima

= 78 g / 13 g

n = 6

Fórmula molecular = n · fórmula mínima

= 6 · CH

= C ₆ H ₆

referències

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
2. Wikipedia. (2020). Chemical formula. Recuperat de: en.wikipedia.org
3. Boundless Learning. (Sf). Molecular Formules. Recuperat de: courses.lumenlearning.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (29 de setembre de al 2019). Calculate Empirical and Molecular Formules. Recuperat de: thoughtco.com
5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2020). How to Use Empirical Formules to Find Molecular Formules. Recuperat de: dummies.com