Эмпирическая формула

В химии , то эмпирическая формула из химического соединения является самым простым положительным целым числом , соотношение из атомов , присутствующих в соединении. ^[1] Простым примером этой концепции является то, что эмпирическая формула моноксида серы , или SO, будет просто SO, как и эмпирическая формула диоксида серы S ₂ O ₂ . Таким образом, оксид серы и диоксид серы, оба соединения серы и кислорода , имеют одну и ту же эмпирическую формулу. Однако их молекулярные формулы, которые выражают количество атомов в каждой молекуле химического соединения, не совпадают.

В эмпирической формуле ничего не говорится о расположении или количестве атомов. Он стандартен для многих ионных соединений , таких как хлорид кальция (CaCl ₂ ), и для макромолекул , таких как диоксид кремния (SiO ₂ ).

С другой стороны, молекулярная формула показывает количество атомов каждого типа в молекуле. Структурная формула показывает расположение молекулы. Также возможно, что разные типы соединений имеют одинаковые эмпирические формулы.

Образцы анализируются в специальных тестах элементного анализа, чтобы определить, из какого процента определенного элемента состоит образец.

Примеры [ править ]

• Глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), рибоза (C ₅ H ₁₀ O ₅ ), уксусная кислота (C ₂ H ₄ O ₂ ) и формальдегид (CH ₂ O) имеют разные молекулярные формулы, но одну и ту же эмпирическую формулу: CH ₂ О. Это настоящая молекулярная формула формальдегида, но у уксусной кислоты количество атомов в два раза больше, у рибозы в пять раз больше атомов, а у глюкозы в шесть раз больше атомов.
• Химическое соединение н-гексан имеет структурную формулу CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , которая показывает, что он имеет 6 атомов углерода, расположенных в цепочку, и 14 атомов водорода . Молекулярная формула гексана - C ₆ H ₁₄ , а его эмпирическая формула - C ₃ H _7, показывающая соотношение C: H 3: 7.

Пример расчета [ править ]

Химический анализ образца метилацетата дает следующие элементные данные: 48,64% углерода (C), 8,16% водорода (H) и 43,20% кислорода (O). Для определения эмпирических формул предположим, что у нас есть 100 граммов соединения. В этом случае проценты будут равны массе каждого элемента в граммах.

Шаг 1: Измените каждый процент на выражение массы каждого элемента в граммах. То есть 48,64% C превращается в 48,64 г C, 8,16% H превращается в 8,16 г H, а 43,20% O превращается в 43,20 г O.

Шаг 2. Преобразуйте количество каждого элемента в граммах в его количество в молях.

${\displaystyle \left({\frac {48.64{\mbox{ g C}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{12.01{\mbox{ g C}}}}\right)=4.049\ {\text{mol}}}$

${\displaystyle \left({\frac {8.16{\mbox{ g H}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{1.007{\mbox{ g H}}}}\right)=8.095\ {\text{mol}}}$

${\displaystyle \left({\frac {43.20{\mbox{ g O}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{16.00{\mbox{ g O}}}}\right)=2.7\ {\text{mol}}}$

Шаг 3. Разделите каждое из полученных значений на наименьшее из этих значений (2.7)

${\displaystyle {\frac {4.049{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1.5}$

${\displaystyle {\frac {8.095{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=3}$

${\displaystyle {\frac {2.7{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1}$

Шаг 4: При необходимости умножьте эти числа на целые числа, чтобы получить целые числа; если операция выполняется с одним из номеров, она должна выполняться со всеми ними.

${\displaystyle 1.5\times 2=3}$

${\displaystyle 3\times 2=6}$

${\displaystyle 1\times 2=2}$

Таким образом, эмпирическая формула метилацетата - C ₃ H ₆ O ₂ . Эта формула также является молекулярной формулой метилацетата.

Ссылки [ править ]