Empirical ug Molecular nga Pormula Gikan sa Datos

Pinakasimple nga ratio batok sa aktuwal nga komposisyon

Ang empirical nga pormula naghatag sa pinakagamay nga tibuok-numero nga ratio sa mga atomo sa usa ka compound. Ang molecular nga pormula naghatag sa aktuwal nga gidaghanon sa matag matang sa atomo sa usa ka molecule, ug kini kanunay tibuok-numero nga multiple sa empirical nga pormula. Ang hydrogen peroxide adunay molecular nga pormula nga H₂O₂ ug empirical nga pormula nga HO. Ang glucose, C₆H₁₂O₆, adunay empirical nga pormula nga CH₂O, nga parehas usab sa formaldehyde ug acetic acid.

Ang datos sa masa lamang makapadayag ra sa empirical nga pormula, tungod kay ang H₂O₂ ug HO adunay parehas nga percent composition. Kinahanglan ang lahi nga pagsukod sa molar nga masa aron makita ang multiple. Alang sa ionic nga mga compound sama sa sodium chloride, nga nagporma og gipalapad nga lattice imbes sa lahi nga mga molecule, ang formula unit kasagarang gisulat isip empirical nga pormula pinaagi sa kombensiyon. Ang mga eksepsyon nagtipig sa polyatomic ion nga wala maguba, sama sa sodium peroxide, Na₂O₂, nga adunay peroxide ion O₂²⁻.

Percent composition gikan sa nahibaloan nga pormula

Ang mass percent sa usa ka elemento mao ang masa sa maong elemento sa usa ka mole sa compound nga gibahin sa molar nga masa, gipadaghan og 100. Naggamit kining giya og IUPAC standard atomic weights nga gi-round sa duha ka decimal place: H 1.01, C 12.01, N 14.01, O 16.00, S 32.06, ug Fe 55.85.

Nasulbad nga ehemplo 1. Ang ammonium sulfate, (NH₄)₂SO₄, gigamit isip nitrogen nga abono. Unsa ang mass percent sa nitrogen niini? Ang usa ka formula unit adunay 2 N, 8 H, 1 S, ug 4 O, busa ang molar nga masa 2(14.01) + 8(1.01) + 32.06 + 4(16.00) = 28.02 + 8.08 + 32.06 + 64.00 = 132.16 g/mol. Nitrogen: 28.02 ÷ 132.16 × 100 = 21.20% N. Ang ubang mga elemento nakuha nga 6.11% H, 24.26% S, ug 48.43% O, ug ang upat ka bili ang suma 100.00%, usa ka mapuslanong pagsusi nga walay atomo nga nalaktawan.

Pag-usab sa mga masa ngadto sa tibuok-numero nga mole ratio

Ang mga subscript nag-ihap sa mga atomo, ug ang mga atomo giihap sa mole, busa ang pamaagi kanunay moagi sa mga mole. Ang gramo sa lain-laing mga elemento dili direktang ikumpara tungod kay ang ilang mga atomo adunay lahi nga masa.

Ang lakang gikan sa decimal ngadto sa fraction nanginahanglan og paghukom. Ang eksperimental nga mga ratio panagsa ra nga eksakto, busa ang bili sulod sa mga 0.1 sa tibuok numero kasagarang ma-round, apan ang bili duol sa 1.5, 1.33, 1.67, 1.25, o 1.75 nagpasabot og fraction. Padaghana ang tanang ratio sa 2, 3, o 4 kung angay. Pananglitan, ang sample sa iron oxide nga adunay 1.737 g Fe ug 0.747 g O naghatag og 0.03110 mol Fe ug 0.0467 mol O. Ang ratio nga O:Fe 1.50, busa ang pagdoble naghatag og Fe₂O₃.

• Magsugod sa mga masa. Kung adunay ka mga porsyento, ipasagad nga 100 g ang sample aron ang matag porsyento mahimong gramo.
• I-convert ang matag masa ngadto sa mole gamit ang atomic weight sa maong elemento.
• Bahina ang matag bili sa mole sa pinakagamay.
• Kung ang bisan unsang ratio dili duol sa tibuok numero, padaghana ang tanang ratio sa pinakagamay nga integer nga maghimo niini nga tibuok.
• Isulat ang mga subscript sa naandan nga han-ay (alang sa organic nga mga compound, una ang C, dayon ang H, dayon ang uban sumala sa alpabeto).

Nasulbad nga ehemplo: carboxylic acid gikan sa percent composition

Nasulbad nga ehemplo 2. Ang analisis sa puti nga kristal nga acid naghatag og 40.68% C, 5.13% H, ug 54.19% O sa masa. Ang lahi nga pagsukod nagbutang sa molar nga masa niini sa 118 g/mol. Pangitaa ang empirical ug molecular nga pormula.

Ipasagad ang 100 g, busa ang sample adunay 40.68 g C, 5.13 g H, ug 54.19 g O. I-convert ngadto sa mole: 40.68 g ÷ 12.01 g/mol = 3.387 mol C; 5.13 g ÷ 1.01 g/mol = 5.079 mol H; 54.19 g ÷ 16.00 g/mol = 3.387 mol O. Bahina sa pinakagamay nga bili, 3.387: C 1.000, H 1.500, O 1.000.

Ang hydrogen ratio nga 1.500 usa ka tunga, dili sayop sa pag-round, busa padaghana ang matag ratio sa 2: C₂H₃O₂. Ang formula mass niini 2(12.01) + 3(1.01) + 2(16.00) = 59.05 g/mol. Ang multiple 118 ÷ 59.05 = 2.00, busa ang molecular nga pormula C₄H₆O₄. Kini ang pormula sa succinic acid. Ang pag-round sa 1.5 pataas ngadto sa 2 maghatag unta og CH₂O (30.03 g/mol), ug ang 118 ÷ 30.03 = 3.93 dili tibuok numero, timaan nga sayop ang empirical nga pormula.

Nasulbad nga ehemplo: combustion analysis sa organic nga likido

Nasulbad nga ehemplo 3. Ang 0.3150 g nga sample sa likido nga adunay C, H, ug O lamang gisunog hingpit sa sobra nga oxygen. Naghimo kini og 0.6293 g CO₂ ug 0.2577 g H₂O. Ang alisngaw adunay molar nga masa nga mga 88 g/mol. Pangitaa ang duha ka pormula.

Ang tanang carbon mahuman sa CO₂ ug ang tanang hydrogen sa H₂O. Masa sa C = 0.6293 g CO₂ × (12.01 g C / 44.01 g CO₂) = 0.17173 g. Masa sa H = 0.2577 g H₂O × (2.02 g H / 18.02 g H₂O) = 0.028888 g. Ang oxygen dili masubay sa parehas nga paagi, tungod kay kadaghanan sa oxygen sa mga produkto naggikan sa suplay sa O₂, busa pangitaa kini pinaagi sa kalainan: 0.3150 − 0.17173 − 0.028888 = 0.11438 g O.

Mga mole: 0.17173 ÷ 12.01 = 0.014299 mol C; 0.028888 ÷ 1.01 = 0.028602 mol H; 0.11438 ÷ 16.00 = 0.0071488 mol O. Ang pagbahin sa 0.0071488 naghatag og 2.000 : 4.001 : 1, busa ang empirical nga pormula C₂H₄O, nga ang formula mass 44.06 g/mol. Ang multiple 88 ÷ 44.06 = 2.0, nga naghatag og C₄H₈O₂. Daghang lain-laing mga compound ang adunay niini nga molecular nga pormula, lakip ang ethyl acetate ug butanoic acid, busa ang pag-ila sa substansiya nanginahanglan og ebidensya sa estruktura sama sa spectroscopy.

Asa masayop ang mga kalkulasyon sa empirical nga pormula

Kadaghanan sa mga sayop mahitabo sa duha ka punto: sa pagpili kung unsa ang i-convert ngadto sa mole, ug sa pagdesisyon kung unsaon pagtratar ang ratio nga dili tibuok numero. Susiha ang duha sa dili pa isulat ang katapusang pormula.

Dayon sulayi ang tubag batok sa datos. Kalkuloha pag-usab ang percent composition sa pormula nga imong gisugyot ug itandi kini sa gisukod nga mga bili; ang maayo nga datos kasagarang nagkauyon sulod sa pipila ka ikanapulo sa usa ka porsyento. Sa nasulbad nga ehemplo 2, ang C₄H₆O₄ naghatag og 40.68% C, 5.13% H, ug 54.19% O, nga motugma sa analisis.

• Pag-round sa ratio nga 1.5 o 1.33 ngadto sa labing duol nga integer imbes sa pagpadaghan niini sa tanan.
• Pag-round sa mga bili sa mole ngadto sa usa o duha ka mahinungdanong digit, nga makapahimo sa klaro nga 1.50 nga malibog.
• Pagbahin sa masa sa oxygen sa 32.00 g/mol. Gamita ang atomic weight sa O, 16.00, tungod kay ang mga subscript nag-ihap sa mga atomo.
• Pag-assign sa oxygen sa mga produkto sa combustion ngadto sa sample. Pangitaa ang oxygen sa sample pinaagi sa kalainan.
• Pagpasagad sa nawala nga elemento. Kung ang gipahayag nga mga porsyento mas ubos kaayo sa 100%, adunay laing elemento, kasagaran oxygen.
• Pagdawat sa dili-integer nga molecular multiple. Kung ang molar nga masa ÷ empirical formula mass dili duol sa tibuok numero, susiha pag-usab ang empirical nga pormula.