En química la fórmula empírica es una expresión que representa la proporción más simple en la que están presentes los átomos que forman un compuesto químico. Es por tanto la representación más sencilla de un compuesto.1 Por ello, a veces, se le llamafórmula mínima y se representa con «fm».

Fórmula empírica Química/Fórmula empírica Una fórmula es una pequeña lista de los elementos químicos que forman una sustancia, con alguna indicación del número de moles de cada elemento presente y, a veces, la relación que tiene con otros elementos de la misma sustancia.

Así, la fórmula del agua es H2O (los subíndices 1 se omiten, quedan sobreentendidos) y la del benceno es C6H6.

La fórmula empírica es la fórmula más simple para un compuesto. Comúnmente, las fórmulas empíricas son determinadas a partir de datos experimentales, de ahí su nombre, fórmula empírica.

Por ejemplo, si observamos que dos moles de hidrógeno reaccionan completamente con un mol de oxígeno para formar dos moles de agua (sin generar otro producto), diríamos que la fórmula molecular del agua es H2O. Del mismo modo, si observamos que al quemar benceno, siempre obtenemos números iguales de moles de C (contenido en el CO2 formado) y de H (monoatómico, existente en el agua producida) podemos decir que la fórmula empírica del benceno es (CH). Midiendo cuidadosamente el oxígeno consumido, veríamos que todo el oxígeno del CO2 y del H2O proviene del aire, por lo que la fórmula empírica del benceno es (CH). Puede coincidir o no con la fórmula molecular, que indica el número de átomos de cada clase presentes en la molécula.

Ejemplos en la química

La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, por lo que su fórmula molecular es H2O, coincidiendo con su fórmula empírica.

Para el etano, sin embargo, no ocurre lo mismo, ya que está formado por dos átomos de carbono y seis de hidrógeno, por lo que su fórmula molecular será C2H6 y su fórmula empírica CH3.

Varios compuestos, como el cloruro de sodio o sal común, carecen de entidades moleculares, pues están compuestos por redes de iones, y por ello, sólo es posible hablar de fórmula empírica. Ejemplo: NaCl es la fórmula del cloruro de sodio, e indica que por cada ion sodio, existe un ion cloro.

Cálculo de la fórmula empírica de un compuesto

Para hallar la fórmula empírica de un compuesto,2 primero se obtienen los moles de cada elemento, luego se divide cada uno por el de menor valor y finalmente, por simplificación, se hallan los números enteros más sencillos posibles.

Al realizar el análisis gravimétrico de un determinado compuesto químico se ha encontrado la siguiente composición centesimal: 69,98 % Ag; 16,22 % As; 13,80 %O. Para la determinación de la fórmula empírica o molecular del compuesto se procede de la siguiente manera:

Dividiendo el peso por el peso atómico se obtienen los moles:

  • Para la plata 69,98/108= 0,65 moles
  • Para el arsénico 16,22/75= 0,22 moles
  • Para el oxígeno 13,80/16= 0,84 moles

Cada 0,22 moles de arsénico hay 0,65 moles de plata, para un mol de arsénico 0,65/0,22= 3 moles de plata y 0,84/0,22= 4 moles de oxígeno. La fórmula moleculares Ag3AsO4 y la masa molar y/o masa molecular del compuesto es de 463 g/mol.

FORMULA MOLECULAR

La fórmula molecular es una representación convencional de los elementos que forman una molécula o compuesto químico, propuesta por Berzelius a principios del siglo XIX. Una fórmula molecular se compone de símbolos y subíndices numéricos; los símbolos se corresponden con los elementos que forman el compuesto químico representado y los subíndices, con la cantidad de átomos presentes de cada elemento en el compuesto. Así, por ejemplo, una molécula de ácido sulfúrico, descrita por la fórmula H_{2}SO_{4} posee dos átomos de hidrógeno, un átomo de azufre y 4 átomos de oxígeno. El término se usa para diferenciar otras formas de representación de estructuras químicas, como la fórmula desarrollada o la fórmula esqueletal. La fórmula molecular se utiliza para la representación de loscompuestos inorgánicos y en las ecuaciones químicas. También es útil en el cálculo de los pesos moleculares.

En un sentido estricto, varios compuestos iónicos, como el cloruro de sodio o sal común, y minerales carecen de entidades moleculares, pues están compuestos por redes de iones, y por ello, sólo es posible hablar de fórmula empírica. Ejemplo: NaCl es la fórmula del cloruro de sodio, e indica que por cada ion sodio, existe un ion cloro.

Fórmula molecular Nombre
Na2O óxido de sodio
K2O óxido de potasio
MgO óxido de magnesio

Hidróxidos

Fórmula molecular Nombre
NaOH hidróxido de sodio
KOH hidróxido de potasio
Ca(OH)2 hidróxido de calcio
Mg(OH)2 hidróxido de magnesio

Óxidos ácidos

Fórmula molecular Nombre
N2O óxido nitroso
NO2 dióxido de nitrógeno
SO2 dióxido de azufre
SO3 trióxido de azufre

Ácidos

Fórmula molecular Nombre
HCl ácido clorhídrico
H3PO4 ácido fosfórico
H2SO3 ácido sulfuroso
H2SO4 ácido sulfúrico

Sales

Fórmula molecular Nombre
NaCl cloruro de sodio
Na3PO4 fosfato de sodio
Na2SO3 sulfito de sodio
Na2SO4 sulfato de sodio

Ejemplos de ecuaciones

H2SO4 + Na2CrO4CrO3 + Na2SO4 + H2O

reacción del ácido sulfúrico con el cromato de sodio


SO3 + SCl2SOCl2 + SO2

síntesis de cloruro de tionilo


Ca(OH)2 (aq) + Na2CO3 (aq) → 2 NaOH (aq) + CaCO3 (s)

reacción de doble sustitución