10.11: Porcentaje de Agua en un Hidrato

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¿Por qué cambia el color?

Si miras una botella típica de sulfato de cobre, será de color verde azulado. Si alguien te dijera que el sulfato de cobre es blanco, probablemente no te lo creerías. No obstante, resulta que ambos tienen razón; solo depende del sulfato de cobre. Tu sulfato de cobre azul-verde tiene varias moléculas de agua adheridas a él, mientras que el sulfato de cobre de tu amigo es anhidro (no hay agua adherida). ¿Por qué la diferencia? Las moléculas de agua interactúan con algunos de\(d\) los electrones en el ion cobre y producen el color. Cuando se elimina el agua, la configuración electrónica cambia y el color desaparece.

Porcentaje de Agua en un Hidrato

Muchos compuestos iónicos contienen agua de forma natural como parte de la estructura de la red cristalina. Un hidrato es un compuesto que tiene una o más moléculas de agua unidas a cada unidad de fórmula. Los compuestos iónicos que contienen un metal de transición suelen ser altamente coloreados. Curiosamente, es común que la forma hidratada de un compuesto sea de un color diferente al de la forma anhidra, la cual no tiene agua en su estructura. Por lo general, un hidrato se puede convertir en el compuesto anhidro por calentamiento. Por ejemplo, el compuesto anhidro cloruro de cobalto (II) es azul, mientras que el hidrato es de un color magenta distintivo.

Figura\(\PageIndex{2}\): A la izquierda se encuentra cloruro de cobalto (II) anhidro,\(\ce{CoCl_2}\). A la derecha se encuentra la forma hidratada del compuesto llamado cloruro de cobalto (II) hexahidrato,\(\ce{CoCl_2} \cdot 6 \ce{H_2O}\). (Crédito: (A) Martin Walker (Wikimedia: Walkerma); (B) Ben Mills (Wikimedia: Benjah-BMM27); Fuente: (A) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cobalt%2528II%2529_chloride.jpg(opens en nueva ventana); (B) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cobalt%2528II%2529-chloride-hexahydrate-sample.jpg ( opens in new window); Licencia: Dominio Público)

La forma hidratada del cloruro de cobalto (II) contiene seis moléculas de agua en cada unidad de fórmula. El nombre del compuesto es cloruro de cobalto (II) hexahidrato y su fórmula es\(\ce{CoCl_2} \cdot 6 \ce{H_2O}\). La fórmula para el agua se distingue al final de la fórmula con un punto, seguido de un coeficiente que representa el número de moléculas de agua por unidad de fórmula.

Es útil conocer el porcentaje de agua contenida dentro de un hidrato. El problema de la muestra a continuación demuestra el procedimiento.

Ejemplo\(\PageIndex{1}\): Percent of Water in a Hydrate

Encuentre el porcentaje de agua en cloruro de cobalto (II) hexahidrato,\(\ce{CoCl_2} \cdot 6 \ce{H_2O}\).

Solución

Paso 1: Enumere las cantidades conocidas y planifique el problema.

La masa de agua en el hidrato es el coeficiente (6) multiplicado por la masa molar de\(\ce{H_2O}\). La masa molar del hidrato es la masa molar del\(\ce{CoCl_2}\) más la masa de agua.

Conocido

Masa de\(\ce{H_2O}\) en\(1 \: \text{mol}\) hidrato\(= 108.12 \: \text{g}\)
Masa molar de hidrato\(= 237.95 \: \text{g/mol}\)

Desconocido

por ciento H ₂ O =? %

Calcular el porcentaje por masa de agua dividiendo la masa de\(\ce{H_2O}\) en 1 mol del hidrato por la masa molar del hidrato y multiplicando por\(100\%\).

Paso 2: Calcular.

\[\% \: \ce{H_2O} = \frac{108.12 \: \text{g} \: \ce{H_2O}}{237.95 \: \text{g}} \times 100\% = 45.44\% \: \ce{H_2O}\nonumber \]

Paso 3: Piensa en tu resultado.

Casi la mitad de la masa del hidrato está compuesta por moléculas de agua dentro del cristal.

Resumen

Se describe el proceso de cálculo del porcentaje de agua en un hidrato.

Revisar

¿Qué es un hidrato?
¿Cómo se puede convertir un hidrato en un compuesto anhidro?
¿Qué significa hexahidrato?