1 [Ej. Balanceo] 2 [Ej. Estequiometría de cantidad-moles, masa-gramos y gases] 3 [Ej. Reactivo limitante] 4 [Ej. Rendimiento] 5 [Ej. Desplazamiento de gases y cenizas] 6 [Ej Análisis de composición porcentual, de combustión y de hidratación]
Regresar a la teoría[Análisis de composición]
Este conjunto de ejercicios aborda de manera sistemática el análisis de composición en estequiometría, abarcando tres escenarios fundamentales: composición porcentual, análisis de combustión y análisis de hidratación. A partir de datos experimentales como porcentajes en masa, masas absolutas, productos de combustión, densidades de gases o pérdidas de masa por deshidratación, el objetivo común es reconstruir la fórmula empírica y/o molecular de una sustancia. Aunque los enunciados varían en contexto —desde compuestos orgánicos de interés industrial y biológico hasta sales inorgánicas y gases— todos responden al mismo principio: traducir información experimental en subíndices estequiométricos que describan la composición química.
Estos ejercicios ponen de manifiesto que el análisis de
composición no es un procedimiento mecánico único, sino una familia de
problemas conceptualmente relacionados. En algunos casos se conoce la masa
molar, lo que permite pasar directamente de la fórmula empírica a la
molecular; en otros, esta debe inferirse a partir de propiedades físicas o
queda fuera del alcance del problema. El análisis de combustión introduce
además la noción de reservorios elementales, mientras que el análisis de
hidratación exige distinguir entre agua estructural y sal anhidra. A lo
largo de los ejercicios se enfatiza que un mismo problema puede resolverse por factores
de conversión o mediante relaciones algebraicas, y que comprender
ambos enfoques es clave para dominar la estequiometría más allá de la simple
sustitución de datos.
Química de García
Composición
porcentual de masa molar conocida
1. Se
sabe que un compuesto químico contiene 52.14% de carbono, 13.13% de hidrógeno y
34.73% de oxígeno. También se conoce la masa molar de la sustancia química; es
46.069 g mol− 1. Calcule su fórmula molecular y su fórmula
empírica. https://youtu.be/Jash2MDtLRw
Composición
porcentual de masa molar desconocida
2 Una muestra de 2.144 g de fosgeno,
un compuesto utilizado como agente de guerra química durante la Primera Guerra
Mundial, contiene 0.260 g de carbono, 0.347 g de oxígeno y 1.537 g de cloro.
¿Cuál es la fórmula empírica de esta sustancia? (a) CO₂Cl₆, (b) COCl₂, (c)
C₀.₀₂₂O₀.₀₂₂Cl₀.₀₄₄, (d) C₂OCl₂ https://youtu.be/1NTaqC_CNZE
3 Una muestra de 5.325 g de benzoato de
metilo, un compuesto utilizado en la fabricación de perfumes, contiene 3.758 g
de carbono, 0.316 g de hidrógeno y 1.251 g de oxígeno. ¿Cuál
es la fórmula empírica de esta sustancia? https://youtu.be/cW32rLfiHiI
4 Calcular la fórmula empírica de un
hidrocarburo que tiene 85.63 % de carbono y 14.3% de hidrógeno. https://youtu.be/atp4kkhdTeM
Composición masa molar desconocida
Química de Brown
Composición
porcentual de masa molar conocida
Práctica 3.14.1. El ciclohexano, un solvente orgánico de uso común, tiene
85.6 % de C y 14.4 % de H en masa con una masa molar de 84.2 g/mol. ¿Cuál es su fórmula molecular?
(a) C6H, (b) CH2, (c) C5H24, (d) C6H12,
(e) C4H8. https://youtu.be/773FZhcjxgY
Práctica 3.14.2. El
etilenglicol, que se usa en los anticongelantes para automóviles, tiene un 38.7
% de C, un 9.7 % de H y un 51.6 % de O en masa. Su masa molar es de 62.1 g/mol.
(a) ¿Cuál
es la fórmula empírica del etilenglicol? (b) ¿Cuál es su fórmula molecular? https://youtu.be/b4bHuBpf3n0
3.52c. La epinefrina
(adrenalina), una hormona secretada en el torrente sanguíneo en tiempos de
peligro o estrés, contiene 59.0% C, 7.1% H, 26.2% O y 7.7% N en masa; su peso
molecular es de aproximadamente 180 uma. Determinar la fórmula empírica y la
fórmula molecular. https://youtu.be/FXvp-wap_lY
3.53a. El estireno, una sustancia compuesta que se
usa para fabricar vasos y aislamientos de Styrofoam®, contiene 92.3% de C y
7.7% de H en masa y tiene una masa molar de 104 g/mol. Determinar la fórmula
empírica y la fórmula molecular. R= CH; C8H8. https://youtu.be/-dg1zjkSL1g
3.53b. La
cafeína, un estimulante que se encuentra en el café, contiene 49.5% de C, 5.15%
de H, 28.9% de N y 16.5% de O en masa y tiene una masa molar de 195 g/mol.
Determinar la fórmula empírica y la fórmula molecular. https://youtu.be/X20xD-fb9iY
3.53c. ver Chang 2010 Problema 3.54.
Ejercicio 3.54a. El ibuprofeno, un remedio para el dolor de
cabeza, contiene 75.69% de C, 8.80% de H y 15.51% de O en masa, y tiene una
masa molar de 206 g/mol. Determinar la fórmula empírica y la fórmula molecular.
https://youtu.be/eMV3Pu0Yoxg
Ejercicio 3.54b. Cadaverina,
una sustancia maloliente producida por la acción de las bacterias en la carne,
contiene 58.55% de C, 13.81% de H y 27.40% de N en masa; su masa molar es 102.2
g/mol. Determinar la fórmula empírica y la fórmula molecular. https://youtu.be/hWexiwdutVA
Composición
porcentual de masa molar desconocida
3.45c. Dé la fórmula empírica de
40.0% C, 6.7% H y 53.3% O en masa. https://youtu.be/WUVqnRV2mOI
3.46a. Determine la fórmula empírica de 0.104 mol
K; 0.052 mol C; y 0.156 mol O.
https://youtu.be/UedAGxCB5fo
3.46b. Determine la fórmula empírica de 5.28 g de
Sn y 3.37 g de F. https://youtu.be/s6kkDq9wN1o
3.46c. Determine
la fórmula empírica de 87.5% de N y 12.5% de H en masa. https://youtu.be/jVSpOfc13Hg
3.47a. Determine
la fórmula empírica del compuesto con la siguiente composición en masa: 10.4%
C; 27.8% S; y 61.7% Cl.
https://youtu.be/QKHEsyQREy4
3.47b. Determine la fórmula empírica del compuesto
con la siguiente composición en masa: 21,7%
C; 9,6% O; y 68,7% F. https://youtu.be/F035Rm18_-8
3.47c. Determine la fórmula empírica del compuesto
con la siguiente composición en masa: 32,79%
Na; 13,02% Al; y el resto F. https://youtu.be/QGYPx_YI2-0
3.48a. Determine la fórmula empírica del compuesto
con la siguiente composición en masa: 55.3%
K; 14.6% P; y 30.1% O.
https://youtu.be/RyD6eu0NP-4
3.48b. Determine la fórmula empírica del compuesto
con la siguiente composición en masa: 24.5% Na; 14.9% Si; y 60.6% F. https://youtu.be/Fsd6ElFIirY
3.48c. Determine
la fórmula empírica del compuesto con la siguiente composición en masa: 62,1%
C; 5,21% H; 12,1% N; y el resto O. https://youtu.be/AUYCNEJ9Awo
3.45b. Dé
la fórmula empírica de 11.66 g de hierro y 5.01 g de oxígeno: Ver ejemplo Ej. 19.27, si sacas los porcentajes de hierro y
oxígeno obtienes el mismo ejercicio.
Identidad del
elemento x
3.49. Un compuesto cuya fórmula empírica es XF3
consiste en 65% de F en masa. ¿Cuál es la masa atómica de X? https://youtu.be/YcVBMXEKm3c
3.50. El compuesto XCl4
contiene 75.0% de Cl en masa. ¿Cuál es el elemento X? R= Titanio. https://youtu.be/Yvj2C8_Cr7I
Composición de masa
molar conocida
Práctica 3.15.1. El compuesto
dioxano, que se utiliza como disolvente en varios procesos industriales, está
formado por átomos de C, H y O. La combustión de una muestra de 2.203 g de este
compuesto produce 4.401 g de CO2 y 1.802 g de H2O. Un
experimento separado muestra que tiene una masa molar de 88.1 g/mol. ¿Cuál de las siguientes es la fórmula
molecular correcta para el dioxano? (a) C2H4O, (b) C4H4O2,
(c) CH2, (d) C4H8O2
Práctica 3.15.2 (a) El ácido
caproico, responsable del olor de los calcetines sucios, se compone de átomos
de C, H y O. La combustión de una muestra de 0.225 g de este compuesto produce
0.512 g de CO2 y 0.209 g de H2O. ¿Cuál es la fórmula empírica del
ácido caproico? (b) El ácido caproico tiene una masa molar de 116 g/mol. ¿Cuál es su fórmula molecular?
3.55b. El mentol, la sustancia que
podemos oler en las pastillas para la tos mentoladas, está compuesta de C, H y
O. Se quema una muestra de mentol de 0.1005 g, lo que produce 0.2829 g de CO2
y 0.1159 g de H2O. ¿Cuál
es la fórmula empírica del mentol? Si el mentol tiene una masa molar de 156
g/mol, ¿cuál
es su fórmula molecular?
3.56b. La nicotina, un
componente del tabaco, está compuesta de C, H y N. Se quemó una muestra de
5.250 mg de nicotina, produciendo 14.242 mg de CO2 y 4.083 mg de H2O.
¿Cuál es la fórmula empírica de
la nicotina? Si la nicotina tiene una masa molar de 160±5 g/mol, ¿cuál es su fórmula molecular?
3.57. El ácido valproico, que
se usa para tratar las convulsiones y el trastorno bipolar, está compuesto de
C, H y O. Se quema una muestra de 0.165 g en un aparato de detección. La
ganancia de masa del absorbente de H2O es de 0.166 g, mientras que
la del absorbente de CO2 es de 0.403 g. ¿Cuál es la fórmula empírica del ácido valproico? Si la
masa molar es 144 g/mol, ¿cuál
es la fórmula molecular?
Composición masa
molar desconocida
3.55a.El análisis de combustión del
tolueno, un solvente orgánico común, da 5.86 mg de CO2 y 1.37 mg de
H2O. Si el compuesto contiene solo carbono e hidrógeno, ¿cuál es su fórmula empírica?
3.56a. El olor característico de la
piña se debe al butirato de etilo, un compuesto que contiene carbono, hidrógeno
y oxígeno. La combustión de 2.78 mg de butirato de etilo produce 6.32 mg de CO2
y 2.58 mg de H2O. ¿Cuál
es la fórmula empírica del compuesto? https://youtu.be/0tly7FzYXqA
3.58. El ácido propenoico es un líquido
orgánico reactivo que se utiliza en la fabricación de plásticos, revestimientos
y adhesivos. Se cree que un recipiente sin etiqueta contiene este ácido. Una
muestra de 0.2033 g se quema en un aparato de detección. La ganancia de masa
del absorbente de H2O es de 0.102 g, mientras que la del absorbente
de CO2 es de 0.374 g. ¿Cuál
es la fórmula empírica del ácido propenoico?
Análisis de hidratación
3.59. La sosa de lavado, un
compuesto utilizado para preparar agua dura para lavar la ropa, es un hidrato,
lo que significa que una cierta cantidad de moléculas de agua está incluida en
la estructura sólida. Su fórmula se puede escribir como Na₂CO₃⋅xH₂O,
donde x es el número de moles de H₂O
por mol de Na₂CO₃.
Cuando una muestra de 2.558 g de sosa para lavar se calienta a 125 °C,
se pierde toda el agua de hidratación, quedando 0.948 g de
Na₂CO₃. ¿Cuál
es el valor de x? https://youtu.be/bVx8VOugxAs
3.60. Las sales de Epsom, un fuerte
laxante utilizado en medicina veterinaria, son un hidrato, lo que significa que
una cierta cantidad de moléculas de agua está incluida en la estructura sólida.
La fórmula de las sales de Epsom se puede escribir como MgSO₄⋅xH₂O,
donde x indica el número de moles de H₂O
por mol de MgSO₄. Cuando se calientan
5.061 g de este hidrato a 250 °C, se pierde toda el
agua de hidratación, quedando 2.472 g de
MgSO₄. ¿Cuál
es el valor de x? https://youtu.be/aFQ6wIVDYM4
Química de Chang
Composición
porcentual de masa molar conocida
Ejemplo 3.11. Una
muestra de un compuesto contiene 1.52 g de nitrógeno (N) y 3.47 g de oxígeno
(O). La masa molar de este compuesto está entre 90 g y 95 g. Determine la fórmula
molecular y la masa molar exacta del compuesto. https://youtu.be/kw59NaJhhog
3.43. La alicina es el
compuesto responsable del olor característico del ajo. Un análisis del
compuesto arroja los siguientes porcentajes de composición en masa: C: 44.4 por
ciento; H: 6.21 por ciento; S: 39.5 por ciento; O: 9.86 por ciento. (a)
Calcular su fórmula empírica. (b) Cual es la fórmula molecular si la masa molar
es 162 g? https://youtu.be/EDr0BtUnxkE
3.54. Se ha culpado al
glutamato monosódico (MSG), un potenciador del sabor de los alimentos, por el
"síndrome del restaurante chino", cuyos síntomas son dolores de
cabeza y dolores de pecho. MSG tiene la siguiente composición en masa: 35.51
por ciento de C, 4.77 por ciento de H, 37.85 por ciento de O, 8.29 por ciento
de N y 13.60 por ciento de Na. ¿Cuál es su fórmula molecular si
su masa molar es de aproximadamente 169 g? https://youtu.be/GrIc0BEulHI
3.49. Cierto anestésico contiene 64.9 por ciento
de C, 13.5 por ciento de H y 21.6 por ciento de O en masa. A 120 ° C y 750 mmHg, 1.00 L del
compuesto gaseoso pesa 2.30 g. ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto? https://youtu.be/4FDmH6saY8w
3.44. El
peroxiacilnitrato (PAN) es uno de los componentes del smog. Está compuesto por
C, H, N, y O. Determinar la composición porcentual del oxígeno y la fórmula
empírica a partir de la siguiente composición porcentual en masa: 19.8
por ciento de C, 2.50 por ciento de H, 11.6 por ciento de N. Determinar la
fórmula molecular si la masa molar es cerca de 120 g? https://youtu.be/LWcXano9uBk
Composición
porcentual de masa molar desconocida
Ejemplo 3.9. El ácido ascórbico
(vitamina C) cura el escorbuto. Está compuesto por 40.92 por ciento de carbono
(C), 4.58 por ciento de hidrógeno (H) y 54.50 por ciento de oxígeno (O) en
masa. Determine su fórmula empírica.
https://youtu.be/MjiUyihJ4B0
Práctica 3.9. Determinar la fórmula
empírica de un compuesto que tiene la siguiente composición porcentual en masa:
K: 24.75 por ciento; Mn: 34.77 por ciento; O: 40.51 por ciento. https://youtu.be/T8gdJszAA50
3.49a. Cuál es la fórmula
empírica de 2.1 porciento de H, 65.3 por ciento de O, 32.6 porciento de S. https://youtu.be/VZ-eTYqC5c0
3.49b. Cuál es la fórmula empírica de 20.2
porciento de Al, 79.8 por ciento de Cl. https://youtu.be/1ohdy2-JrAo
3.50a. Cuál es la fórmula empírica de 40.1
porciento de C, 6.6 por ciento de H y 53.3 por ciento de O. https://youtu.be/0av8V9J9s2M
3.50b. Cuál es la
fórmula empírica de 18.4 porciento de C, 21.5 por ciento de N y 60.1 por ciento
de K. https://youtu.be/x78lbqa1vU8
3.45a.Dé
la fórmula empírica: 0.0130 mol C; 0.0390 mol H; y 0.0065 mol O. https://youtu.be/Vg1RBtP52LY
Composición de masa
molar conocida
5.50. Un compuesto tiene la fórmula
empírica SF4. A 20 °C,
0.100 g del compuesto gaseoso ocupa un volumen de 22.1 mL y ejerce una presión
de 1.02 atm. ¿Cuál
es la fórmula molecular del gas? https://youtu.be/fFlp0lYcr7g
5.55. Se analizó un compuesto de P y F como sigue: Calentar 0.2324 g del
compuesto en un recipiente de 378 cm3 lo convirtió todo en gas, que tenía una
presión de 97.3 mmHg a 77ºC. Luego, el gas se mezcló con una solución de
cloruro de calcio, que convirtió todo el F en 0.2631 g de CaF2.
Determinar la fórmula molecular del compuesto.
Análisis de hidratación
Matamala y Gonzalez 1976
Composición
porcentual de masa molar conocida
Ejercicio 7.31.
Un hidrocarburo contiene 82.76% de carbono y 17,24% de
hidrógeno. Si su densidad a C.N. es de 2.59 g/L, hallar la fórmula molecular.
https://youtu.be/TMJp1NtwFQw
Composición
porcentual de masa molar desconocida
1.15 (Matamála
& Gonzalez, 1976). Un compuesto de
hierro y oxígeno contiene 70% del metal, determinar la fórmula correcta: (a)
FeO, (b) Fe3O4, (c) FeO2, (d) Fe2O3.
https://youtu.be/D4sAhKJxBzw
1.16 (Matamála
& Gonzalez, 1976). Determinar la
fórmula empírica de un compuesto de Na 42.08%, P 18.98 %, y O 39.03%. (a) NaPO2,
(b) Na2PO3, (c) Na3PO4, (d) NaPO3,
(e) Na4P2O7. https://youtu.be/3dcTQo6Slp8
1.25 (Matamála
& Gonzalez, 1976). Un óxido de
manganeso contiene 63.2% de metal. Hallar su fórmula empírica. https://youtu.be/kKeSi6ntB2M
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