Bereken empirische en moleculaire formules
Share
De empirische formule van een chemische verbinding is een weergave van de eenvoudigste gehele getalsverhouding tussen de elementen waaruit de verbinding bestaat. De moleculaire formule is de weergave van de werkelijke gehele getalsverhouding tussen de elementen van de verbinding. Deze stapsgewijze zelfstudie laat zien hoe de empirische en moleculaire formules voor een verbinding kunnen worden berekend.
Empirisch en moleculair probleem
Een molecuul met een molecuulgewicht van 180,18 g / mol wordt geanalyseerd en blijkt 40,00% koolstof, 6,72% waterstof en 53,28% zuurstof te bevatten.
Hoe de oplossing te vinden
Het vinden van de empirische en moleculaire formule is in principe het omgekeerde proces dat wordt gebruikt om massapercentage of massapercentage te berekenen.
Stap 1: zoek het aantal mol van elk element in een monster van het molecuul.
Ons molecuul bevat 40,00% koolstof, 6,72% waterstof en 53,28% zuurstof. Dit betekent dat een monster van 100 gram bevat:
40,00 gram koolstof (40,00% van 100 gram)
6,72 gram waterstof (6,72% van 100 gram)
53,28 gram zuurstof (53,28% van 100 gram)
Opmerking: 100 gram wordt alleen gebruikt voor een steekproefomvang om de wiskunde te vergemakkelijken. Elke steekproefgrootte kan worden gebruikt, de verhoudingen tussen de elementen blijven hetzelfde.
Met behulp van deze getallen kunnen we het aantal mol van elk element in het monster van 100 gram vinden. Deel het aantal grammen van elk element in het monster door het atoomgewicht van het element om het aantal mol te vinden.
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 g x 1 mol O / 16,00 g / mol O = 3,33 mol O
Stap 2: Zoek de verhoudingen tussen het aantal mol van elk element.
Selecteer het element met het grootste aantal mol in het monster. In dit geval is de 6,65 mol waterstof het grootst. Deel het aantal mol van elk element door het grootste aantal.
Eenvoudigste molverhouding tussen C en H: 3,33 mol C / 6,65 mol H = 1 mol C / 2 mol H
De verhouding is 1 mol C voor elke 2 mol H
De eenvoudigste verhouding tussen O en H: 3,33 mol O / 6,65 mol H = 1 mol O / 2 mol H
De verhouding tussen O en H is 1 mol O voor elke 2 mol H
Stap 3: Zoek de empirische formule.
We hebben alle informatie die we nodig hebben om de empirische formule te schrijven. Voor elke 2 mol waterstof is er één mol koolstof en één mol zuurstof.
De empirische formule is CH2O.
Stap 4: Bepaal het molecuulgewicht van de empirische formule.
We kunnen de empirische formule gebruiken om de moleculaire formule te vinden met behulp van het molecuulgewicht van de verbinding en het molecuulgewicht van de empirische formule.
De empirische formule is CH2O. Het molecuulgewicht is
molecuulgewicht van CH2O = (1 x 12,01 g / mol) + (2 x 1,01 g / mol) + (1 x 16,00 g / mol)
molecuulgewicht van CH2O = (12,01 + 2,02 + 16,00) g / mol
molecuulgewicht van CH2O = 30,03 g / mol
Stap 5: Zoek het aantal empirische formule-eenheden in de moleculaire formule.
De moleculaire formule is een veelvoud van de empirische formule. We kregen het molecuulgewicht van het molecuul, 180,18 g / mol. Deel dit getal door het molecuulgewicht van de empirische formule om het aantal empirische formule-eenheden te vinden waaruit de verbinding bestaat.
Aantal empirische formule-eenheden in verbinding = 180,18 g / mol / 30,03 g / mol
Aantal empirische formule-eenheden in verbinding = 6
Stap 6: Zoek de moleculaire formule.
Er zijn zes empirische formule-eenheden nodig om de verbinding te maken, dus vermenigvuldig elk getal in de empirische formule met 6.
molecuulformule = 6 x CH2O
molecuulformule = C(1 x 6)H(2 x 6)O(1 x 6)
molecuulformule = C6H12O6
Oplossing:
De empirische formule van het molecuul is CH2O.
De moleculaire formule van de verbinding is C6H12O6.
Beperkingen van de moleculaire en empirische formules
Beide soorten chemische formules leveren nuttige informatie op. De empirische formule vertelt ons de verhouding tussen atomen van de elementen, die het type molecuul kan aangeven (een koolhydraat in het voorbeeld). De moleculaire formule vermeldt de getallen van elk type element en kan worden gebruikt bij het schrijven en balanceren van chemische vergelijkingen. Geen van beide formules geeft echter de rangschikking van atomen in een molecuul aan. In dit voorbeeld is het molecuul bijvoorbeeld C6H12O6, kan glucose, fructose, galactose of een andere eenvoudige suiker zijn. Meer informatie dan de formules is nodig om de naam en structuur van het molecuul te identificeren.
Empirische en moleculaire formule belangrijkste afhaalrestaurants
- De empirische formule geeft de kleinste gehele getalsverhouding tussen elementen in een verbinding.
- De moleculaire formule geeft de werkelijke gehele getalsverhouding tussen elementen in een verbinding.
- Voor sommige moleculen zijn de empirische en moleculaire formules hetzelfde. Gewoonlijk is de moleculaire formule een veelvoud van de empirische formule.
