Determinarea formulelor empirice și moleculare ale unui compus

Cele trei tipuri de formule chimice cele mai frecvent utilizate sunt formulele empirice, moleculare și structurale. Cele structurale servesc la detalierea modului în care atomii moleculelor fiecărui compus chimic sunt ținuți împreună. Desigur, toate acestea în acei compuși care au molecule și nu cristale.

Pe de altă parte, există formulele empirice și moleculare, la care vom lucra în acest articol.

Formula empirică (numită și formula minimă sau condensată) indică relația proporțională dintre numărul de atomi ai fiecărui element prezent în moleculă fără ca această relație să indice exact numărul de atomi. Uneori se poate potrivi cu formula moleculară.

Formula moleculară arată exact relația dintre atomii care alcătuiesc molecula unui element sau compus chimic . Este un multiplu al formulei empirice și, prin urmare, poate fi determinat prin cunoașterea greutății moleculare a compusului și a masei moleculare a formulei. Se poate vorbi de o formulă moleculară doar în cazul în care elementul sau compusul este alcătuit din molecule; daca sunt cristale se foloseste formula empirica.

Utilitatea formulei empirice și moleculare

Datorită faptului că formula empirică ne spune proporția de atomi prezenți în moleculă, ne poate ajuta să știm ce tip de moleculă este, cum ar fi o proteină sau o lipidă.

Formula moleculară este folosită pentru a ști cât de mult din fiecare element este prezent în formulă și este adesea utilă pentru ecuații.

Limitarea pe care ar avea aceste tipuri de formule este că nu sunt folosite pentru a ști cum sunt aranjați atomii în molecula în cauză. Această funcție este îndeplinită de formula structurală și ne-ar ajuta dacă, de exemplu, ar trebui să știm cu ce zahăr simplu ne confruntăm dacă avem molecula C 6 _H 12 _O 6 _.

Exemplu și instrucțiuni pentru rezolvarea unei probleme folosind formulele empirice și moleculare

Se analizează o moleculă cu o greutate moleculară de 180,18 g/mol și se constată că conține 40,00% carbon, 6,72% hidrogen și 53,28% oxigen.

Cum să găsești soluția

Găsirea formulei empirică și moleculară este practic procesul invers utilizat pentru a calcula procentul de masă sau procentul de masă.

Pasul 1: Aflați numărul de moli ai fiecărui element dintr-o probă de moleculă.

Molecula noastră conține 40,00% carbon, 6,72% hidrogen și 53,28% oxigen. Aceasta înseamnă că o probă de 100 de grame conține:

40,00 grame de carbon (40,00% din 100 de grame)

6,72 grame de hidrogen (6,72% din 100 de grame)

53,28 grame de oxigen (53,28% din 100 de grame)

• Notă: 100 de grame sunt folosite pentru o dimensiune a eșantionului doar pentru a ușura matematica. Poate fi utilizată orice dimensiune a eșantionului, proporțiile dintre articole vor rămâne aceleași.

Folosind aceste numere, putem găsi numărul de moli ai fiecărui element din proba de 100 de grame. Împărțiți numărul de grame ale fiecărui element din probă la greutatea atomică a elementului pentru a afla numărul de moli.

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

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

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

Pasul 2: Găsiți rapoartele dintre numărul de moli ai fiecărui element.

Selectați elementul cu cel mai mare număr de moli din probă. În acest caz, cei 6,65 moli de hidrogen sunt cei mai mari. Împărțiți numărul de moli ai fiecărui element la cel mai mare număr.

Cel mai simplu raport molar dintre C și H: 3,33 mol C / 6,65 mol H = 1 mol C / 2 mol H

Raportul este de 1 mol de C pentru fiecare 2 moli de H

Cea mai simplă relație dintre O și H: 3,33 moli de O / 6,65 moli de H = 1 mol O / 2 moli de H

Raportul dintre O și H este de 1 mol O pentru fiecare 2 moli de H

Pasul 3: Găsiți formula empirică.

Avem toate informațiile de care avem nevoie pentru a scrie formula empirică. Pentru fiecare doi moli de hidrogen, există un mol de carbon și un mol de oxigen.

Formula empirică este _CH2O .

Pasul 4: Găsiți greutatea moleculară din formula empirică.

Putem folosi formula empirică pentru a găsi formula moleculară folosind greutatea moleculară a compusului și greutatea moleculară a formulei empirice.

Formula empirică este CH ₂ O. Greutatea moleculară este:

Greutate moleculară _CH2O = (1 x 12,01 g/mol) + (2 x 1,01 g/mol) + (1 x 16,00 g/mol)

greutate moleculară _CH2O = (12,01 + 2,02 + 16,00) g/mol

CH2O greutate moleculară = 30,03 g/ _mol

Pasul 5: Aflați numărul de unități de formule empirice din formula moleculară.

Formula moleculară este un multiplu al formulei empirice. Ni s-a dat greutatea moleculară a moleculei, 180,18 g/mol. Împărțiți acest număr la greutatea moleculară a formulei empirice pentru a găsi numărul de unități cu formula empirică care formează compusul.

Numărul de unități cu formula empirică din compus = 180,18 g/mol / 30,03 g/mol

Numărul de unități cu formula empirică din compus = 6

Pasul 6: Găsiți formula moleculară.

Este nevoie de șase unități de formulă empirică pentru a face compusul, așa că înmulțiți fiecare număr din formula empirică cu 6.

formula moleculară = 6 x CH ₂ O

formula moleculara = C (1 x 6) H (2 x 6) O (1 x 6)

formula moleculara = _CH2O

Soluţie:

Formula empirică a moleculei este CH2O.

Formula moleculară a compusului _{este C6H12O6 .}

Referințe

Khan Academy (fără datare). Formule empirice, moleculare și structurale. Disponibil la: https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/atoms-compounds-ions-ap/compounds-and-ions-ap/v/empirical-molecular-and-structural-formulas

Resurse TIC (nedatate). Formule empirice și moleculare. Disponibil la: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/3quincena7/3q7_contenidos_4b.htm