Descripción
El óxido de titanio (IV) se calienta en corriente de hidrógeno perdiendo algo de oxígeno. Si después de calentar 1.598 g de TiO2 el peso se reduce en 0.16 g ¿Cuál es la fórmula del producto final?
Solución.
Masa de la muestra: 1.598 g
Masa de oxígeno perdido: 0.16 g
Para determinar la fórmula empírica de un compuesto, es necesario conocer la masa (o porcentaje) de cada uno de los elementos presentes en dicho compuesto.
Se debe conocer la cantidad original de titanio y oxígeno presentes en la muestra.
Cálculo de la masa molar del TiO2.
Ti = 47.87 × 1 = 47.87
O = 16 × 2 = 32
Masa molar del TiO2: 79.87 g/mol
Masa de cada elemento en 1.598 g de TiO2.
\(\displaystyle 1.598\,\text{g de TiO}_2\times\left(\frac{47.87\,\text{g de Ti}}{79.87\,\text{g de TiO}_2}\right)=0.9578\,\text{g de Ti}\)
\(\displaystyle 1.598\,\text{g de TiO}_2\times\left(\frac{32\,\text{g de O}}{79.87\,\text{g de TiO}_2}\right)=0.6402\,\text{g de O}\)
Se han removido 0.16 g de oxígeno, por lo tanto, las cantidades presentes en el compuesto formado son:
0.9578 g Ti
0.4802 g O
Se divide entre la masa atómica individual con el objeto de obtener los atomo-gramos de cada elemento.
0.9578 g Ti / 47.87 = 0.02
0.4802 g O / 16 = 0.03
Se divide entre la cantidad menor (0.02):
0.9578 g Ti / 47.87 = 0.02 / 0.02 = 1
0.4802 g O / 16 = 0.03 / 0.02 = 1.5
Podemos observar que uno de los elementos se debe encontrar 1.5 veces en la fórmula y no es posible que exista una fracción de átomos en una molécula; por lo tanto, debemos buscar un factor que permita “convertir” esta fracción en número entero, puede ser multiplicar por 2, 3, 4,… Al multiplicar por 2 alcanzaríamos el objetivo deseado:
0.9578 g Ti / 47.87 = 0.02 / 0.02 = 1 × 2 = 2
0.4802 g O / 16 = 0.03 / 0.02 = 1.5 × 2 = 3
Los átomos asociados de cada elemento son:
Ti: 2
O: 3
Fórmula empírica: Ti2O3.
