माहितीवरून मूलानुपाती आणि आण्विक सूत्रे

सर्वात सोपे गुणोत्तर आणि प्रत्यक्ष संघटन

मूलानुपाती सूत्र संयुगातील अणूंचे सर्वात लहान पूर्णांक गुणोत्तर देते. आण्विक सूत्र एका रेणूतील प्रत्येक प्रकारच्या अणूंची प्रत्यक्ष संख्या देते आणि ते नेहमी मूलानुपाती सूत्राचा पूर्णांक पट असते. हायड्रोजन पेरॉक्साइडचे आण्विक सूत्र H₂O₂ आणि मूलानुपाती सूत्र HO आहे. ग्लुकोज, C₆H₁₂O₆, याचे मूलानुपाती सूत्र CH₂O आहे, जे ते फॉर्मल्डिहाइड आणि ॲसिटिक आम्लासोबत सामायिक करते.

केवळ वस्तुमान माहितीवरून फक्त मूलानुपाती सूत्र समजू शकते, कारण H₂O₂ आणि HO यांचे टक्केवारी संघटन सारखेच असते. पट शोधण्यासाठी मोलर वस्तुमानाचे वेगळे मोजमाप लागते. सोडियम क्लोराइडसारख्या आयनिक संयुगांमध्ये, जी वेगळे रेणू न बनवता विस्तृत जालक बनवतात, सूत्र एकक सहसा संकेत म्हणून मूलानुपाती सूत्र म्हणून लिहिले जाते. अपवादांमध्ये बहुअणुक आयन तसाच ठेवला जातो, जसे सोडियम पेरॉक्साइड, Na₂O₂, मध्ये ज्यात पेरॉक्साइड आयन O₂²⁻ असतो.

ज्ञात सूत्रावरून टक्केवारी संघटन

एखाद्या मूलद्रव्याची वस्तुमान टक्केवारी म्हणजे संयुगाच्या एका मोलमधील त्या मूलद्रव्याचे वस्तुमान, मोलर वस्तुमानाने भागून, 100 ने गुणलेले. हे मार्गदर्शन दोन दशांश स्थानांपर्यंत पूर्णांकित केलेले IUPAC प्रमाणित अणुभार वापरते: H 1.01, C 12.01, N 14.01, O 16.00, S 32.06 आणि Fe 55.85.

सोडवलेले उदाहरण 1. अमोनियम सल्फेट, (NH₄)₂SO₄, नायट्रोजन खत म्हणून वापरले जाते. त्यातील नायट्रोजनची वस्तुमान टक्केवारी किती? एका सूत्र एककात 2 N, 8 H, 1 S आणि 4 O असतात, म्हणून मोलर वस्तुमान 2(14.01) + 8(1.01) + 32.06 + 4(16.00) = 28.02 + 8.08 + 32.06 + 64.00 = 132.16 g/mol आहे. नायट्रोजन: 28.02 ÷ 132.16 × 100 = 21.20% N. इतर मूलद्रव्ये 6.11% H, 24.26% S आणि 48.43% O येतात, आणि चारही मूल्यांची बेरीज 100.00% होते, जी कोणताही अणू सुटला नसल्याची उपयुक्त तपासणी आहे.

वस्तुमानांना पूर्णांक मोल गुणोत्तरात बदलणे

अधोअंक अणू मोजतात आणि अणू मोलमध्ये मोजले जातात, म्हणून पद्धत नेहमी मोलमधून जाते. वेगवेगळ्या मूलद्रव्यांच्या ग्रॅमची थेट तुलना करता येत नाही कारण त्यांच्या अणूंचे वस्तुमान वेगळे असते.

दशांशाचे अपूर्णांकात रूपांतर करण्याच्या टप्प्यात विवेकबुद्धी लागते. प्रायोगिक गुणोत्तरे क्वचितच अचूक असतात, म्हणून पूर्ण संख्येपासून सुमारे 0.1 च्या आत असलेले मूल्य सहसा पूर्णांकित करता येते, पण 1.5, 1.33, 1.67, 1.25 किंवा 1.75 जवळचे मूल्य अपूर्णांक असल्याचे सूचित करते. योग्य तसे प्रत्येक गुणोत्तराला 2, 3 किंवा 4 ने गुणा. उदाहरणार्थ, 1.737 g Fe आणि 0.747 g O असलेला लोह ऑक्साइडचा नमुना 0.03110 mol Fe आणि 0.0467 mol O देतो. O:Fe गुणोत्तर 1.50 आहे, म्हणून दुप्पट केल्यास Fe₂O₃ मिळते.

• वस्तुमानांपासून सुरुवात करा. तुमच्याकडे टक्केवारी असल्यास 100 g चा नमुना गृहीत धरा म्हणजे प्रत्येक टक्केवारी ग्रॅम बनते.
• त्या मूलद्रव्याचा अणुभार वापरून प्रत्येक वस्तुमानाचे मोलमध्ये रूपांतर करा.
• प्रत्येक मोल मूल्याला सर्वात लहान मूल्याने भागा.
• कोणतेही गुणोत्तर पूर्ण संख्येच्या जवळ नसल्यास सर्व गुणोत्तरांना ती पूर्ण करणाऱ्या सर्वात लहान पूर्णांकाने गुणा.
• अधोअंक प्रचलित क्रमाने लिहा (कार्बनी संयुगांसाठी, आधी C, मग H, नंतर बाकीचे वर्णानुक्रमाने).

सोडवलेले उदाहरण: टक्केवारी संघटनावरून कार्बोक्झिलिक आम्ल

सोडवलेले उदाहरण 2. एका पांढऱ्या स्फटिकीय आम्लाच्या विश्लेषणात वस्तुमानानुसार 40.68% C, 5.13% H आणि 54.19% O मिळतात. वेगळ्या मोजमापानुसार त्याचे मोलर वस्तुमान 118 g/mol आहे. मूलानुपाती आणि आण्विक सूत्रे शोधा.

100 g गृहीत धरा, म्हणजे नमुन्यात 40.68 g C, 5.13 g H आणि 54.19 g O आहेत. मोलमध्ये रूपांतर करा: 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. सर्वात लहान मूल्य 3.387 ने भागा: C 1.000, H 1.500, O 1.000.

हायड्रोजनचे 1.500 हे गुणोत्तर अर्धा आहे, पूर्णांकनाची त्रुटी नाही, म्हणून प्रत्येक गुणोत्तराला 2 ने गुणा: C₂H₃O₂. त्याचा सूत्रभार 2(12.01) + 3(1.01) + 2(16.00) = 59.05 g/mol आहे. पट 118 ÷ 59.05 = 2.00 आहे, म्हणून आण्विक सूत्र C₄H₆O₄ आहे. हे सक्सिनिक आम्लाचे सूत्र आहे. 1.5 चे वर 2 असे पूर्णांकन केले असते तर CH₂O (30.03 g/mol) मिळाले असते आणि 118 ÷ 30.03 = 3.93 ही पूर्ण संख्या नाही, जे मूलानुपाती सूत्र चुकीचे असल्याचे लक्षण आहे.

सोडवलेले उदाहरण: कार्बनी द्रवाचे ज्वलन विश्लेषण

सोडवलेले उदाहरण 3. फक्त C, H आणि O असलेल्या द्रवाचा 0.3150 g नमुना अतिरिक्त ऑक्सिजनमध्ये पूर्णपणे जाळला जातो. त्यातून 0.6293 g CO₂ आणि 0.2577 g H₂O मिळते. बाष्पाचे मोलर वस्तुमान सुमारे 88 g/mol आहे. दोन्ही सूत्रे शोधा.

सर्व कार्बन CO₂ मध्ये आणि सर्व हायड्रोजन H₂O मध्ये जातो. C चे वस्तुमान = 0.6293 g CO₂ × (12.01 g C / 44.01 g CO₂) = 0.17173 g. H चे वस्तुमान = 0.2577 g H₂O × (2.02 g H / 18.02 g H₂O) = 0.028888 g. ऑक्सिजनचा माग तसा काढता येत नाही, कारण उत्पादनांतील बहुतेक ऑक्सिजन O₂ पुरवठ्यातून आलेला असतो, म्हणून तो वजाबाकीने शोधा: 0.3150 − 0.17173 − 0.028888 = 0.11438 g O.

मोल: 0.17173 ÷ 12.01 = 0.014299 mol C; 0.028888 ÷ 1.01 = 0.028602 mol H; 0.11438 ÷ 16.00 = 0.0071488 mol O. 0.0071488 ने भागल्यास 2.000 : 4.001 : 1 मिळते, म्हणून मूलानुपाती सूत्र C₂H₄O आहे, ज्याचा सूत्रभार 44.06 g/mol आहे. पट 88 ÷ 44.06 = 2.0 आहे, ज्यामुळे C₄H₈O₂ मिळते. एथिल ॲसिटेट आणि ब्युटॅनोइक आम्लासह अनेक वेगवेगळी संयुगे हे आण्विक सूत्र सामायिक करतात, म्हणून पदार्थ ओळखण्यासाठी वर्णपटशास्त्रासारखा संरचनात्मक पुरावा लागेल.

मूलानुपाती सूत्राच्या गणितांमध्ये चुका कुठे होतात

बहुतेक चुका दोन ठिकाणी होतात: मोलमध्ये कशाचे रूपांतर करायचे ते निवडताना आणि पूर्ण संख्या नसलेल्या गुणोत्तराला कसे हाताळायचे ते ठरवताना. अंतिम सूत्र लिहिण्यापूर्वी दोन्ही तपासा.

मग उत्तर माहितीशी पडताळून पहा. तुम्ही सुचवलेल्या सूत्राचे टक्केवारी संघटन पुन्हा काढा आणि मोजलेल्या मूल्यांशी तुलना करा; चांगली माहिती सहसा टक्क्याच्या काही दशांशांच्या आत जुळते. सोडवलेल्या उदाहरण 2 मध्ये C₄H₆O₄ 40.68% C, 5.13% H आणि 54.19% O देते, जे विश्लेषणाशी जुळते.

• 1.5 किंवा 1.33 या गुणोत्तराला गुणाकार करण्याऐवजी जवळच्या पूर्णांकात पूर्णांकित करणे.
• मोल मूल्ये एक किंवा दोन सार्थ अंकांपर्यंत पूर्णांकित करणे, ज्यामुळे स्पष्ट 1.50 संदिग्ध होऊ शकते.
• ऑक्सिजनचे वस्तुमान 32.00 g/mol ने भागणे. O चा अणुभार, 16.00, वापरा, कारण अधोअंक अणू मोजतात.
• ज्वलन उत्पादनांतील ऑक्सिजन नमुन्याचा आहे असे धरणे. नमुन्याचा ऑक्सिजन वजाबाकीने शोधा.
• सुटलेल्या मूलद्रव्याकडे दुर्लक्ष करणे. दिलेल्या टक्केवारींची बेरीज 100% पेक्षा बरीच कमी असल्यास दुसरे मूलद्रव्य, बहुधा ऑक्सिजन, उपस्थित आहे.
• पूर्णांक नसलेला आण्विक पट स्वीकारणे. मोलर वस्तुमान ÷ मूलानुपाती सूत्राचे वस्तुमान पूर्ण संख्येच्या जवळ नसल्यास मूलानुपाती सूत्र पुन्हा तपासा.