Bestämma de empiriska och molekylära formlerna för en förening

De tre vanligaste typerna av kemiska formler är empiriska, molekylära och strukturella formler. De strukturella tjänar till att detaljera hur atomerna i molekylerna i varje kemisk förening hålls samman. Naturligtvis allt detta i de föreningar som har molekyler och inte kristaller.

Å andra sidan finns det de empiriska och molekylära formlerna, som vi kommer att arbeta med i den här artikeln.

Den empiriska formeln (även kallad minimal eller kondenserad formel) anger det proportionella förhållandet mellan antalet atomer av varje grundämne som finns i molekylen utan att detta förhållande anger exakt antalet atomer. Ibland kan det matcha molekylformeln.

Molekylformeln visar exakt förhållandet mellan atomerna som utgör molekylen av ett grundämne eller en kemisk förening . Det är en multipel av den empiriska formeln och kan därför bestämmas genom att känna till föreningens molekylvikt och molekylvikten. Man kan bara tala om en molekylformel i det fall att grundämnet eller föreningen är uppbyggd av molekyler; om de är kristaller används den empiriska formeln.

Användbarheten av den empiriska och molekylära formeln

Tack vare att den empiriska formeln talar om för oss hur stor andel atomer som finns i molekylen, kan den hjälpa oss att veta vilken typ av molekyl det är, till exempel ett protein eller en lipid.

Molekylformeln används för att veta hur mycket av varje element som finns i formeln och är ofta användbar för ekvationer.

Begränsningen som dessa typer av formler skulle ha är att de inte används för att veta hur atomerna är ordnade i den aktuella molekylen. Denna funktion fylls av strukturformeln och det skulle hjälpa oss om vi till exempel behövde veta vilket enkelt socker vi står inför om vi har molekylen C 6 _H 12 _O 6 _.

Exempel och instruktioner för att lösa ett problem med hjälp av de empiriska och molekylära formlerna

En molekyl med en molekylvikt på 180,18 g/mol analyseras och visar sig innehålla 40,00 % kol, 6,72 % väte och 53,28 % syre.

Hur man hittar lösningen

Att hitta den empiriska och molekylära formeln är i princip den omvända processen som används för att beräkna massprocent eller massprocent.

Steg 1: Hitta antalet mol av varje grundämne i ett prov av molekylen.

Vår molekyl innehåller 40,00 % kol, 6,72 % väte och 53,28 % syre. Det betyder att ett prov på 100 gram innehåller:

40,00 gram kol (40,00 % av 100 gram)

6,72 gram väte (6,72 % av 100 gram)

53,28 gram syre (53,28% av 100 gram)

• Obs: 100 gram används för en provstorlek bara för att göra matematiken enklare. Alla provstorlekar kan användas, proportionerna mellan objekten kommer att förbli desamma.

Med hjälp av dessa siffror kan vi hitta antalet mol av varje grundämne i provet på 100 gram. Dela antalet gram av varje grundämne i provet med grundämnets atomvikt för att hitta antalet mol.

mol C = 40,00 gx 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

Steg 2: Hitta förhållandet mellan antalet mol av varje grundämne.

Välj elementet med det största antalet mol i provet. I det här fallet är de 6,65 molerna väte störst. Dividera antalet mol av varje grundämne med det största antalet.

Det enklaste molförhållandet mellan C och H: 3,33 mol C / 6,65 mol H = 1 mol C / 2 mol H

Förhållandet är 1 mol C för varje 2 mol H

Det enklaste förhållandet mellan O och H: 3,33 mol O / 6,65 mol H = 1 mol O / 2 mol H

Förhållandet mellan O och H är 1 mol O för varje 2 mol H

Steg 3: Hitta den empiriska formeln.

Vi har all information vi behöver för att skriva den empiriska formeln. För varje två mol väte finns det en mol kol och en mol syre.

Den empiriska formeln är CH ₂ O.

Steg 4: Hitta molekylvikten från den empiriska formeln.

Vi kan använda den empiriska formeln för att hitta molekylformeln med hjälp av molekylvikten för föreningen och molekylvikten för den empiriska formeln.

Den empiriska formeln är CH ₂ O. Molekylvikten är:

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

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

CH2O molekylvikt = 30,03 g/ _mol

Steg 5: Hitta antalet empiriska formelenheter i molekylformeln.

Molekylformeln är en multipel av den empiriska formeln. Vi fick molekylvikten för molekylen, 180,18 g/mol. Dividera detta tal med den empiriska formelns molekylvikt för att hitta antalet empiriska formelenheter som utgör föreningen.

Antal empiriska formelenheter i föreningen = 180,18 g/mol / 30,03 g/mol

Antal empiriska formelenheter i föreningen = 6

Steg 6: Hitta molekylformeln.

Det krävs sex empiriska formelenheter för att göra föreningen, så multiplicera varje tal i den empiriska formeln med 6.

molekylformel = 6 x CH ₂ O

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

molekylformel = _CH2O

Lösning:

Den empiriska formeln för molekylen är CH 2 O.

Molekylformeln för _föreningen är _{C6H12O6 .} _

Referenser

Khan Academy (odaterad). Empiriska, molekylära och strukturella formler. Tillgänglig på: https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/atoms-compounds-ions-ap/compounds-and-ions-ap/v/empirical-molecular-and-structural-formulas

IKT-resurser (odaterade). Empiriska och molekylära formler. Tillgänglig på: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/3quincena7/3q7_contenidos_4b.htm