Egy vegyület empirikus és molekulaképleteinek meghatározása

A három leggyakrabban használt kémiai képlet az empirikus, a molekuláris és a szerkezeti képlet. A szerkezetiek az egyes kémiai vegyületek molekuláinak atomjainak együtt tartási módját részletezik. Természetesen mindezt azokban a vegyületekben, amelyekben molekulák vannak, és nem kristályok.

Másrészt vannak az empirikus és molekuláris képletek, amelyekkel ebben a cikkben foglalkozunk.

Az empirikus képlet (más néven minimális vagy sűrített képlet) a molekulában jelenlévő egyes elemek atomjainak száma közötti arányos összefüggést jelzi anélkül, hogy ez az összefüggés pontosan az atomok számát jelölné. Néha megfelelhet a molekulaképletnek.

A molekulaképlet pontosan megmutatja az elem vagy kémiai vegyület molekuláját alkotó atomok közötti kapcsolatot . Ez az empirikus képlet többszöröse, ezért a vegyület molekulatömegének és molekulatömegének ismeretében határozható meg. Molekulaképletről csak abban az esetben beszélhetünk, ha az elem vagy vegyület molekulákból áll; ha kristályok, akkor az empirikus képletet használjuk.

Az empirikus és molekuláris képlet hasznossága

Köszönhetően annak, hogy az empirikus képlet megmondja a molekulában jelen lévő atomok arányát, segíthet megtudni, hogy milyen típusú molekuláról van szó, például fehérjéről vagy lipidről.

A molekulaképletet arra használjuk, hogy megtudjuk, mennyi minden elem van jelen a képletben, és gyakran hasznos az egyenletekhez.

Az ilyen típusú képleteknek az a korlátja, hogy nem használják fel arra, hogy tudják, hogyan helyezkednek el az atomok a kérdéses molekulában. Ezt a funkciót a szerkezeti képlet tölti be, és segítségünkre lenne, ha például tudnunk kellene, hogy melyik egyszerű cukorral állunk szemben, ha a C 6 H 12 _O 6 _molekulánk van _.

Példa és utasítások egy probléma megoldására az empirikus és molekuláris képletekkel

Egy 180,18 g/mol molekulatömegű molekulát elemeznek, és azt találták, hogy 40,00% szenet, 6,72% hidrogént és 53,28% oxigént tartalmaz.

Hogyan lehet megtalálni a megoldást

Az empirikus és molekuláris képlet megtalálása alapvetően a fordított folyamat, amelyet a tömegszázalék vagy tömegszázalék kiszámításához használnak.

1. lépés: Keresse meg az egyes elemek móljainak számát a molekula mintájában.

Molekulánk 40,00% szenet, 6,72% hidrogént és 53,28% oxigént tartalmaz. Ez azt jelenti, hogy egy 100 grammos minta a következőket tartalmazza:

40,00 gramm szén (100 gramm 40,00%-a)

6,72 gramm hidrogén (100 gramm 6,72%-a)

53,28 gramm oxigén (100 gramm 53,28%-a)

• Megjegyzés: 100 grammot használnak a minta méretéhez, csak hogy megkönnyítsék a matematikát. Bármilyen mintaméret használható, az elemek közötti arányok változatlanok maradnak.

Ezeket a számokat felhasználva megtalálhatjuk az egyes elemek mólszámát a 100 grammos mintában. A mólszám meghatározásához osszuk el a mintában lévő egyes elemek grammszámát az elem atomtömegével .

mol C = 40,00 g x 1 mol C / 12,01 g/mol C = 3,33 mol C

mol H = 6,72 g x 1 mol H / 1,01 g/mol H = 6,65 mol H

mol O = 53,28 gx 1 mol O / 16,00 g/mol O = 3,33 mol O

2. lépés: Keresse meg az egyes elemek mólszáma közötti arányokat.

Válassza ki a mintában a legtöbb mólszámmal rendelkező elemet. Ebben az esetben a 6,65 mol hidrogén a legnagyobb. Ossza el az egyes elemek móljainak számát a legnagyobb számmal.

A legegyszerűbb mólarány C és H között: 3,33 mol C / 6,65 mol H = 1 mol C / 2 mol H

Az arány 1 mol C minden 2 mol H-ra

A legegyszerűbb összefüggés O és H között: 3,33 mol O / 6,65 mol H = 1 mol O / 2 mol H

Az O és a H közötti arány 1 mol O minden 2 mol hidrogénre

3. lépés: Keresse meg az empirikus képletet.

Az empirikus képlet megírásához minden információval rendelkezünk. Minden két mól hidrogénhez egy mól szén és egy mól oxigén jut.

Az empirikus képlet a CH ₂ O.

4. lépés: Keresse meg a molekulatömeget az empirikus képletből.

Az empirikus képlet segítségével megtalálhatjuk a molekulaképletet a vegyület molekulatömege és az empirikus képlet molekulatömege alapján.

Az empirikus képlet CH ₂ O. A molekulatömege:

_{CH 2} O molekulatömeg = (1 x 12,01 g/mol) + (2 x 1,01 g/mol) + (1 x 16,00 g/mol)

_{CH 2} O molekulatömeg = (12,01 + 2,02 + 16,00) g/mol

CH _2O molekulatömeg = 30,03 g/mol

5. lépés: Keresse meg az empirikus képletegységek számát a molekulaképletben.

A molekulaképlet az empirikus képlet többszöröse. Megadtuk a molekula molekulatömegét, 180,18 g/mol. Ossza el ezt a számot az empirikus képlet molekulatömegével, hogy megtudja a vegyületet alkotó empirikus képletegységek számát.

Az empirikus képletegységek száma a vegyületben = 180,18 g/mol / 30,03 g/mol

Az empirikus képletegységek száma a vegyületben = 6

6. lépés: Keresse meg a molekulaképletet.

A vegyület előállításához hat tapasztalati képletegységre van szükség, ezért az empirikus képletben szereplő minden számot megszorozzuk 6-tal.

molekulaképlet = 6 x CH ₂ O

molekulaképlet = C (1 x 6) H (2 x 6) O (1 x 6)

molekulaképlet = _CH2O

Megoldás:

A molekula empirikus képlete CH 2 O.

A vegyület molekulaképlete C ₆ H ₁₂ O ₆ .

Hivatkozások

Khan Academy (időpont). Empirikus, molekuláris és szerkezeti képletek. Elérhető: https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/atoms-compounds-ions-ap/compounds-and-ions-ap/v/empirical-molecular-and-structural-formulas

IKT-források (időpont). Empirikus és molekuláris képletek. Elérhető: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/3quincena7/3q7_contenidos_4b.htm