तथ्याङ्कबाट मूलानुपाती र आणविक सूत्र

सबैभन्दा सरल अनुपात बनाम वास्तविक संरचना

मूलानुपाती सूत्रले यौगिकमा परमाणुहरूको सबैभन्दा सानो पूर्णाङ्क अनुपात दिन्छ। आणविक सूत्रले एउटा अणुमा प्रत्येक किसिमका परमाणुको वास्तविक सङ्ख्या दिन्छ, र यो सधैँ मूलानुपाती सूत्रको पूर्णाङ्क गुणज हुन्छ। हाइड्रोजन पेरोक्साइडको आणविक सूत्र H₂O₂ र मूलानुपाती सूत्र HO हो। ग्लुकोज, C₆H₁₂O₆, को मूलानुपाती सूत्र CH₂O हो, जुन फर्मल्डिहाइड र एसिटिक अम्लसँग साझा छ।

द्रव्यमान तथ्याङ्कले मात्र मूलानुपाती सूत्र प्रकट गर्न सक्छ, किनभने H₂O₂ र HO को प्रतिशत संरचना उही हुन्छ। गुणज पत्ता लगाउन मोलर द्रव्यमानको छुट्टै मापन चाहिन्छ। सोडियम क्लोराइड जस्ता आयनिक यौगिक, जसले अलग अणु होइन विस्तारित जालक बनाउँछन्, को सूत्र एकाइ सामान्यतः परम्परागत रूपमा मूलानुपाती सूत्रका रूपमा लेखिन्छ। अपवादहरूले बहुपरमाणुक आयनलाई अक्षुण्ण राख्छन्, जस्तै सोडियम पेरोक्साइड, Na₂O₂, जसमा पेरोक्साइड आयन O₂²⁻ हुन्छ।

ज्ञात सूत्रबाट प्रतिशत संरचना

तत्वको द्रव्यमान प्रतिशत भनेको यौगिकको एक मोलमा त्यस तत्वको द्रव्यमानलाई मोलर द्रव्यमानले भाग गरी 100 ले गुणन गरेको हो। यो मार्गदर्शनले दुई दशमलव स्थानसम्म राउन्ड गरिएका IUPAC मानक परमाणु भार प्रयोग गर्छ: H 1.01, C 12.01, N 14.01, O 16.00, S 32.06, र Fe 55.85।

हल गरिएको उदाहरण 1। अमोनियम सल्फेट, (NH₄)₂SO₄, नाइट्रोजन मलका रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यसको नाइट्रोजनको द्रव्यमान प्रतिशत कति हुन्छ? एउटा सूत्र एकाइमा 2 N, 8 H, 1 S, र 4 O हुन्छन्, त्यसैले मोलर द्रव्यमान 2(14.01) + 8(1.01) + 32.06 + 4(16.00) = 28.02 + 8.08 + 32.06 + 64.00 = 132.16 g/mol हुन्छ। नाइट्रोजन: 28.02 ÷ 132.16 × 100 = 21.20% N। अन्य तत्वहरू 6.11% H, 24.26% S, र 48.43% O निस्कन्छन्, र चारै मानको योग 100.00% हुन्छ, जुन कुनै परमाणु छुटेको छैन भनी जाँच्ने उपयोगी तरिका हो।

द्रव्यमानलाई पूर्णाङ्क मोल अनुपातमा बदल्ने

सबस्क्रिप्टले परमाणु गन्छन्, र परमाणु मोलमा गनिन्छन्, त्यसैले विधि सधैँ मोलबाट गुज्रन्छ। फरक-फरक तत्वका ग्रामलाई सिधै तुलना गर्न सकिँदैन किनभने तिनका परमाणुको द्रव्यमान फरक हुन्छ।

दशमलवबाट भिन्नमा जाने चरणमा विवेक चाहिन्छ। प्रयोगात्मक अनुपात विरलै सटीक हुन्छन्, त्यसैले पूर्णाङ्कबाट करिब 0.1 भित्रको मानलाई सामान्यतः राउन्ड गर्न सकिन्छ, तर 1.5, 1.33, 1.67, 1.25 वा 1.75 नजिकको मानले भिन्न जनाउँछ। उपयुक्त हुनेगरी हरेक अनुपातलाई 2, 3 वा 4 ले गुणन गर्नुहोस्। उदाहरणका लागि, 1.737 g Fe र 0.747 g O भएको आइरन अक्साइडको नमूनाले 0.03110 mol Fe र 0.0467 mol O दिन्छ। O:Fe अनुपात 1.50 हो, त्यसैले दोब्बर गर्दा Fe₂O₃ आउँछ।

• द्रव्यमानबाट सुरु गर्नुहोस्। प्रतिशत छ भने 100 g को नमूना मान्नुहोस् ताकि प्रत्येक प्रतिशत ग्राम बन्छ।
• प्रत्येक द्रव्यमानलाई त्यस तत्वको परमाणु भार प्रयोग गरी मोलमा बदल्नुहोस्।
• प्रत्येक मोल मानलाई सबैभन्दा सानो मानले भाग गर्नुहोस्।
• कुनै अनुपात पूर्णाङ्कको नजिक छैन भने सबै अनुपातलाई पूर्ण बनाउने सबैभन्दा सानो पूर्णाङ्कले गुणन गर्नुहोस्।
• सबस्क्रिप्टलाई परम्परागत क्रममा लेख्नुहोस् (कार्बनिक यौगिकका लागि पहिले C, त्यसपछि H, त्यसपछि बाँकी वर्णक्रमअनुसार)।

हल गरिएको उदाहरण: प्रतिशत संरचनाबाट कार्बोक्सिलिक अम्ल

हल गरिएको उदाहरण 2। सेतो स्फटिकीय अम्लको विश्लेषणले द्रव्यमानअनुसार 40.68% C, 5.13% H, र 54.19% O दिन्छ। छुट्टै मापनले यसको मोलर द्रव्यमान 118 g/mol राख्छ। मूलानुपाती र आणविक सूत्र पत्ता लगाउनुहोस्।

100 g मान्नुहोस्, त्यसैले नमूनामा 40.68 g C, 5.13 g H, र 54.19 g O छन्। मोलमा रूपान्तरण गर्नुहोस्: 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। सबैभन्दा सानो मान 3.387 ले भाग गर्नुहोस्: C 1.000, H 1.500, O 1.000।

हाइड्रोजनको 1.500 अनुपात आधा हो, राउन्डिङको त्रुटि होइन, त्यसैले हरेक अनुपातलाई 2 ले गुणन गर्नुहोस्: C₂H₃O₂। यसको सूत्र द्रव्यमान 2(12.01) + 3(1.01) + 2(16.00) = 59.05 g/mol हो। गुणज 118 ÷ 59.05 = 2.00 हो, त्यसैले आणविक सूत्र C₄H₆O₄ हो। यो सक्सिनिक अम्लको सूत्र हो। 1.5 लाई 2 मा राउन्ड गरेको भए CH₂O (30.03 g/mol) आउँथ्यो, र 118 ÷ 30.03 = 3.93 पूर्णाङ्क होइन, जुन मूलानुपाती सूत्र गलत भएको सङ्केत हो।

हल गरिएको उदाहरण: कार्बनिक तरलको दहन विश्लेषण

हल गरिएको उदाहरण 3। केवल C, H, र O भएको तरल पदार्थको 0.3150 g नमूनालाई आधिक्य अक्सिजनमा पूर्ण रूपमा जलाइन्छ। यसले 0.6293 g CO₂ र 0.2577 g H₂O उत्पादन गर्छ। वाष्पको मोलर द्रव्यमान करिब 88 g/mol छ। दुवै सूत्र पत्ता लगाउनुहोस्।

सबै कार्बन CO₂ मा र सबै हाइड्रोजन H₂O मा पुग्छ। C को द्रव्यमान = 0.6293 g CO₂ × (12.01 g C / 44.01 g CO₂) = 0.17173 g। H को द्रव्यमान = 0.2577 g H₂O × (2.02 g H / 18.02 g H₂O) = 0.028888 g। अक्सिजनलाई यसरी पछ्याउन सकिँदैन, किनभने उत्पादनमा रहेको धेरै अक्सिजन O₂ को आपूर्तिबाट आएको हो, त्यसैले यसलाई फरकबाट पत्ता लगाउनुहोस्: 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 ले भाग गर्दा 2.000 : 4.001 : 1 आउँछ, त्यसैले मूलानुपाती सूत्र C₂H₄O हो, जसको सूत्र द्रव्यमान 44.06 g/mol हो। गुणज 88 ÷ 44.06 = 2.0 हो, जसले C₄H₈O₂ दिन्छ। इथाइल एसिटेट र ब्युटानोइक अम्लसहित धेरै फरक यौगिकले यही आणविक सूत्र साझा गर्छन्, त्यसैले पदार्थ पहिचान गर्न स्पेक्ट्रोस्कोपी जस्ता संरचनात्मक प्रमाण चाहिन्छ।

मूलानुपाती सूत्रको गणना कहाँ बिग्रन्छ

अधिकांश त्रुटि दुई ठाउँमा हुन्छन्: के कुरा मोलमा रूपान्तरण गर्ने भन्ने छान्दा, र पूर्णाङ्क नभएको अनुपातलाई कसरी व्यवहार गर्ने भन्ने निर्णय गर्दा। अन्तिम सूत्र लेख्नुअघि दुवै जाँच्नुहोस्।

त्यसपछि उत्तरलाई तथ्याङ्कसँग परीक्षण गर्नुहोस्। तपाईंले प्रस्ताव गरेको सूत्रको प्रतिशत संरचना फेरि गणना गरी मापित मानसँग तुलना गर्नुहोस्; राम्रो तथ्याङ्क सामान्यतः प्रतिशतको केही दशौँ भागभित्र मिल्छ। हल गरिएको उदाहरण 2 मा C₄H₆O₄ ले 40.68% C, 5.13% H, र 54.19% O दिन्छ, जुन विश्लेषणसँग मिल्छ।

• 1.5 वा 1.33 को अनुपातलाई सबैतिर गुणन गर्नुको सट्टा नजिकको पूर्णाङ्कमा राउन्ड गर्नु।
• मोल मानलाई एक वा दुईओटा सार्थक अंकमा राउन्ड गर्नु, जसले स्पष्ट 1.50 लाई अस्पष्ट बनाउन सक्छ।
• अक्सिजनको द्रव्यमानलाई 32.00 g/mol ले भाग गर्नु। O को परमाणु भार 16.00 प्रयोग गर्नुहोस्, किनभने सबस्क्रिप्टले परमाणु गन्छन्।
• दहनका उत्पादनमा रहेको अक्सिजनलाई नमूनाको मान्नु। नमूनाको अक्सिजन फरकबाट पत्ता लगाउनुहोस्।
• छुटेको तत्वलाई बेवास्ता गर्नु। उल्लिखित प्रतिशतको योग 100% भन्दा निकै कम छ भने अर्को तत्व, प्रायः अक्सिजन, उपस्थित छ।
• पूर्णाङ्क नभएको आणविक गुणज स्वीकार्नु। मोलर द्रव्यमान ÷ मूलानुपाती सूत्र द्रव्यमान पूर्णाङ्कको नजिक छैन भने मूलानुपाती सूत्र फेरि जाँच्नुहोस्।