En primer lugar, comenzamos con la fórmula química dada en la pregunta. Vemos que la fórmula contiene 16 átomos de carbono, 13 átomos de hidrógeno, dos átomos de nitrógeno y un átomo de oxígeno y cloro cada uno. A medida que buscamos el porcentaje de masa para cada elemento en la fórmula, necesitamos conocer la masa total de la fórmula y obtener la proporción que cada elemento conforma en la fórmula.
Mirar una tabla periódica de elementos nos ayuda a encontrar las masas de cada elemento.
Carbono = 12.011 unidades de masa atómica (amu)
Hidrógeno = 1.008 amu
Oxígeno = 15.999 amu
Nitrógeno = 14.007 amu
Cloro = 35.453 amu
Ahora multiplicamos cada cantidad de masa por el número de átomos en la fórmula correspondiente a los elementos.
- ¿La vida media de los átomos es diferente cuando los átomos están en planetas con masas diferentes?
- ¿Qué es la ‘propiedad intelectual’?
- Digamos que eres un científico de una civilización alienígena. Un día, tu superior te da un humano capturado para que lo puedas examinar libremente. ¿Qué harías?
- ¿Cuál es la necesidad evolutiva detrás de que el bostezo sea contagioso?
- ¿Qué pasaría si trajéramos una cultura de emprendimiento a la ciencia?
12.011 x 16 átomos de carbono = 192.176 amu de carbono
1.008 x 13 átomos de hidrógeno = 13.104 amu de hidrógeno
15.999 x 1 átomo de oxígeno = 15.999 amu de oxígeno
14.007 x 2 átomos de nitrógeno = 28.014 amu de nitrógeno
35.453 x 1 átomo de cloro = 35.453 amu de cloro.
Agregar todas las masas individuales juntas nos da la masa total para la fórmula (también llamada el peso de su fórmula). Cuando hacemos esto con los átomos que tenemos disponibles, encontramos una masa total de 284.746 amu.
Ahora que tenemos la masa total y las masas elementales para los cinco elementos, podemos calcular las relaciones de masa (también conocidas como fracciones de masa) y, por lo tanto, el porcentaje de masa. El porcentaje de masa es simplemente la fracción de masa multiplicada por 100, y la relación de masa es la masa del elemento individual dividida por la masa total de la fórmula que se nos da.
Para el carbono, obtenemos 192.176 / 284.746 o 0.675 (las unidades amu se cancelan aquí). Multiplicando esto por 100 nos da un 67.5% de carbono.
Con el hidrógeno, tenemos 13.104 / 284.746 o 0.046, lo que nos da un 4.6% de hidrógeno.
Con el oxígeno, tenemos 15.999 / 284.746 o 0.056, con un rendimiento de 5.6% de oxígeno.
Usando nitrógeno, encontramos 28.014 / 284.746 o 0.125, obteniendo 12.5% de nitrógeno.
Al hacer la relación con el cloro, obtenemos 35.453 / 284.746 o 0.098, lo que nos proporciona un 9.8% de cloro.
Podemos verificar si los porcentajes suman 100, así que sumamos 67.5 + 9.8 + 12.5 + 5.6 + 4.6, llegando a 67.5 + 22.3 + 10.2, y luego simplificándolos a 67.5 + 32.5, ¡lo que nos da 100! Nuestros porcentajes sí verifican con la fórmula y no nos hemos perdido ningún átomo.
Recuerde que el porcentaje de masa es (masa de elemento individual) / (masa de fórmula total) multiplicado por 100. Los porcentajes de masa se determinan de forma rutinaria mediante varios métodos, incluida la espectroscopia atómica, la descomposición química y la comparación con muestras conocidas de alta pureza.