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Composición Porcentual o Centesimal

 

DEFINICIÓN

 

Cada año se sintetizan o se descubren en la naturaleza miles de compuestos nuevos. Unos de los primeros pasos para sintetizar un compuesto nuevo es determinar su composición porcentual, para lo cual se realiza un análisis cualitativo que determina los elementos presentes en un compuesto. La composición porcentual o centesimal indica el porcentaje en masa, de cada elemento que forma parte de un compuesto. Básicamente se puede definir como: una parte dividida entre todas las partes multiplicada por 100.  Se obtiene por análisis gravimétrico y conociendo los pesos atómicos de los compuestos puede determinarse su fórmula empírica o molecular. También se obtiene a partir de la fórmula molecular del compuesto, ya que ésta nos indica el número de átomos de cada elemento presentes en el compuesto. Forma parte de los cálculos estequiométricos, y fue de gran importancia en la Historia de la química para la determinación de los pesos atómicos y moleculares, por ejemplo los trabajos de Berzelius y Cannizzaro.

 

Composición Porcentual y fórmulas de compuesto: Si se conoce la fórmula de un compuesto, su composición química se puede expresar como porcentaje de masa de cada elemento en el compuesto.

Ejemplo 1:

a) Calcule la composición porcentual en masa del CO.

Solución: El porcentaje es una parte dividida entre todas las partes, multiplicado x 100 (o simplemente las partes por 100).

En el caso del CO quedaría de la siguiente manera (en masa):

Se calcula la masa molar (M) para CO sabiendo que está compuesto por 1 átomo C y 2 átomos O.

 

La masa molar (M) es la suma de de los masas atomicas (A) multiplicada por el número de veces que aparece en la fórmula.

Las masas atómicas (A) se ubican en la tabla periódica.

A C = 12 g/mol x 1 =  12 g/mol

A O = 16 g/mol x 2 =  32 g/mol  +

           M CO es de   44 g/mol

La suma de los porcentajes de los átomos de Carbono, C y Oxígeno, O debe ser igual a 100 % o muy cercano al 100 %.

% C + % O = 100 %

Sustituyendo, tenemos:

27.3 % + 72.7 % = 100 %

Ejemplo 2:

 

Calcule la composición porcentual en masa para el HNO.

 

Solución: Para el caso del HNO₃ quedaría de la siguiente manera (en masa):

Se calcula la masa molar (M) para HNO₃ sabiendo que está compuesto por 1 átomo H, 1 átomo de N y 3 átomos O.

 

La masa molar (M) es la suma de de los masas atomicas (A) multiplicada por el número de veces que aparece en la fórmula.

Las masas atómicas (A) se ubican en la tabla periódica.

A H = 1   g/mol x 1 =   1   g/mol

A N = 14 g/molx  1 =  14 g/mol  +

A O = 16 g/mol x 3 =  48 g/mol

         M HNO es de   63 g/mol

% H + % N + % O = 100 %

Sustituyendo, tenemos:

1,6 % + 22,2 % + 76.2 % = 100 %

 

Composición Porcentual en Mezclas

Hallar los porcentajes en mezclas también es muy importante para saber la composición porcentual de los elementos de una mezcla.

Ejemplo 1.

Cierta aleación (acero al cromo-molibdeno) contiene 9 gramos de hierro, 1 gramo de molibdeno, 0.5 gramos de cromo y 0.1 gramos de carbono. Calcular la composición porcentual en masa de cada componente en la aleación.

Solución: Lo primero en hacer es sumar todos los componentes de la aleación, para encontrar todas las partes.

              g Fe:     9 g

              g Mo:    1 g

              g Cr:      0.5 g  +

              g C:        0.1 g  

g de aleación:  10.6 g

Luego calculamos la composición porcentual de cada componente de la aleación.

Sustituyendo

Sustituyendo

Sustituyendo

Sustituyendo

Como es de esperarse, la suma de todos los porcentajes de los componentes de la aleación debe ser 100% o muy cercano a 100%.

% Fe + % Mo + % Cr + % C = 100 %

Sustituyendo, tenemos:

84.91 % + 9.43 % + 4.72 % + 0.94 % = 100 %

Ejemplo 2.

La piña colada es un coctel para aquellas personas que no les gustan los licores fuertes, se prepara de la siguiente manera: 40 mL de ron blanco, 20 mL de ron añejo, 120 mL de jugo de piña y 40 mL de leche de coco. Calcular la composición porcentual del coctel.

Solución: Se suman todos los ingredientes del coctel, para encontrar todas las partes.

Ingredientes:
 

        mL de ron blanco:         40 mL

        mL de ron añejo:           20 mL  +
        mL de jugo de piña:    120 mL
        mL de leche de coco:    40 mL

                     mL de coctel:   220 mL

 

Luego calculamos la composición porcentual de cada componente en el coctel.

Para mayor simplicidad al ron blanco le colocaremos las iniciales rb, al ron añejo, ra; al jugo de piña, jp y a la leche de coco, lc

Sustituyendo

Sustituyendo

Sustituyendo

Sustituyendo

La suma de los porcentajes de los componentes del coctel (Piña Colada) debe ser 100% o muy cercano a 100%.

% rb + % ra + % jp + % lc = 100 %

Sustituyendo, tenemos:

18.18 % + 9.09 % + 54.55 % + 18.18 % = 100 %

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