Empirikal ngan Molekular nga mga Pormula tikang ha Datos

Pinakasimple nga ratio kontra tinuod nga komposisyon

An empirikal nga pormula naghahatag han pinakagutiay nga ratio nga bug-os nga numero han mga atomo ha compound. An molekular nga pormula naghahatag han tinuod nga kadamo han kada klase nga atomo ha usa nga molekula, ngan kanunay ito bug-os nga multiple han empirikal nga pormula. An hydrogen peroxide may molekular nga pormula nga H₂O₂ ngan empirikal nga pormula nga HO. An glucose, C₆H₁₂O₆, may empirikal nga pormula nga CH₂O, nga pariho han formaldehyde ngan acetic acid.

An datos la han masa makapahayag la han empirikal nga pormula, tungod kay an H₂O₂ ngan HO pariho an porsyento han komposisyon. Kinahanglan an managlahi nga pagsukat han molar nga masa basi makuha an multiple. Para ha ionic nga mga compound sugad han sodium chloride, nga nagtutukod hin lapad nga lattice imbes han lain-lain nga molekula, an formula unit kasagaran ginsusulat sugad hin empirikal nga pormula sumala ha kinaiya. An mga eksepsyon nagpapabilin hin polyatomic nga ion nga bug-os, sugad ha sodium peroxide, Na₂O₂, nga may sulod nga peroxide ion nga O₂²⁻.

Porsyento han komposisyon tikang ha hibaro nga pormula

An mass percent han elemento amo an masa hito nga elemento ha usa nga mole han compound nga ginbahin han molar nga masa, ginmultiplikar ha 100. Ini nga giya naggagamit han IUPAC nga standard nga atomic weight nga gin-round hasta duha nga desimal nga lugar: H 1.01, C 12.01, N 14.01, O 16.00, S 32.06, ngan Fe 55.85.

Halimbawa 1. An ammonium sulfate, (NH₄)₂SO₄, gingagamit sugad nga abono nga nitrogen. Pira an iya mass percent nga nitrogen? An usa nga formula unit may sulod nga 2 N, 8 H, 1 S, ngan 4 O, salit an 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. An iba nga mga elemento nagiging 6.11% H, 24.26% S, ngan 48.43% O, ngan an upat nga bili nagdudugang hin 100.00%, usa nga mapuslanon nga pagsusi nga waray nawarang atomo.

Pagbalhin han mga masa ngadto ha bug-os nga numero nga ratio han mole

An mga subscript nag-iihap hin mga atomo, ngan an mga atomo giihap ha mole, salit an pamaagi kanunay nagagi ha mole. An mga gramo han lain-lain nga elemento diri puyde ikomparar direkta tungod kay an ira mga atomo lain-lain an masa.

An lakang tikang ha desimal paingod ha bahin nagkinahanglan hin paghusga. An eksperimental nga mga ratio bihirang eksakto, salit an bili nga sulod hin mga 0.1 han bug-os nga numero kasagaran puyde i-round, kundi an bili nga kasarang han 1.5, 1.33, 1.67, 1.25, o 1.75 nagpapasabot hin bahin. Imultiplikar an kada ratio ha 2, 3, o 4 sumala han angay. Pananglitan, an sampol han iron oxide nga may sulod nga 1.737 g Fe ngan 0.747 g O naghahatag hin 0.03110 mol Fe ngan 0.0467 mol O. An ratio nga O:Fe 1.50, salit an pag-doble naghahatag hin Fe₂O₃.

• Tikangi ha mga masa. Kun may mga porsyento ka, ipasugad nga 100 g an sampol basi an kada porsyento nagigin gramo.
• I-convert an kada masa ngadto ha mole gamit an atomic weight hito nga elemento.
• Bahina an kada bili han mole ha pinakagutiay.
• Kun may ratio nga diri kasarang han bug-os nga numero, imultiplikar an ngatanan nga ratio ha pinakagutiay nga bug-os nga numero nga naghihimo hini nga bug-os.
• Isulat an mga subscript ha kinaiya nga han-ay (para ha organiko nga mga compound, C anay, unya H, unya an iba sumala ha alpabeto).

Halimbawa nga gin-solbar: carboxylic acid tikang ha porsyento han komposisyon

Halimbawa 2. An pagsusi han puti nga kristal nga asido naghahatag hin 40.68% C, 5.13% H, ngan 54.19% O sumala ha masa. An managlahi nga pagsukat nagbubutang han iya molar nga masa ha 118 g/mol. Pangitaa an empirikal ngan molekular nga mga pormula.

Ipasugad nga 100 g, salit an sampol may 40.68 g C, 5.13 g H, ngan 54.19 g O. I-convert ngadto ha 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 ha pinakagutiay nga bili, 3.387: C 1.000, H 1.500, O 1.000.

An ratio han hydrogen nga 1.500 tunga, dire sayop ha pag-round, salit imultiplikar an kada ratio ha 2: C₂H₃O₂. An iya formula mass 2(12.01) + 3(1.01) + 2(16.00) = 59.05 g/mol. An multiple 118 ÷ 59.05 = 2.00, salit an molekular nga pormula C₄H₆O₄. Ini an pormula han succinic acid. An pag-round hin 1.5 pataas ngadto ha 2 maghahatag unta hin CH₂O (30.03 g/mol), ngan an 118 ÷ 30.03 = 3.93 diri bug-os nga numero, timaan nga sayop an empirikal nga pormula.

Halimbawa nga gin-solbar: combustion analysis han organiko nga likido

Halimbawa 3. An 0.3150 g nga sampol hin likido nga C, H, ngan O la an sulod ginsunog nga bug-os ha sobra nga oxygen. Naghimo ito hin 0.6293 g CO₂ ngan 0.2577 g H₂O. An alisngaw may molar nga masa nga mga 88 g/mol. Pangitaa an duha nga pormula.

An ngatanan nga carbon natapos ha CO₂ ngan an ngatanan nga hydrogen ha H₂O. Masa han C = 0.6293 g CO₂ × (12.01 g C / 44.01 g CO₂) = 0.17173 g. Masa han H = 0.2577 g H₂O × (2.02 g H / 18.02 g H₂O) = 0.028888 g. An oxygen diri mahimo-an masubaybayan ha pariho nga paagi, tungod kay damo han oxygen ha mga produkto tikang ha suplay han O₂, salit pangitaa ito pinaagi ha kalainan: 0.3150 − 0.17173 − 0.028888 = 0.11438 g O.

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. Kun bahinon ha 0.0071488 makukuha an 2.000 : 4.001 : 1, salit an empirikal nga pormula C₂H₄O, nga may formula mass nga 44.06 g/mol. An multiple 88 ÷ 44.06 = 2.0, nga naghahatag hin C₄H₈O₂. Damo nga lain-lain nga compound an may pariho nga molekular nga pormula, upod an ethyl acetate ngan butanoic acid, salit an pagkilala han substansya kinahanglan hin ebidensya han istruktura sugad han spectroscopy.

Kun diin nasasayop an kuwenta han empirikal nga pormula

Kadam-an han sayop nahitatabo ha duha nga punto: ha pagpili kun ano an i-convert ngadto ha mole, ngan ha pagdesisyon kun paonan-o trataron an ratio nga diri bug-os nga numero. Susiha an duha antes isulat an katapusan nga pormula.

Unya sulayi an tubag batok ha datos. Kuwentaha liwat an porsyento han komposisyon han pormula nga imo gin-sugyot ngan itapat ito ha mga sinukat nga bili; an maupay nga datos kasagaran nag-uuyon hasta ha pira la ka ikapulo han porsyento. Ha halimbawa 2, an C₄H₆O₄ naghahatag hin 40.68% C, 5.13% H, ngan 54.19% O, nga nag-uuyon ha pagsusi.

• Pag-round han ratio nga 1.5 o 1.33 ngadto ha pinakamaarapit nga bug-os nga numero imbes nga imultiplikar an ngatanan.
• Pag-round han mga bili han mole ngadto ha usa o duha nga mahinungdanon nga mga digit, nga puyde makahimo han klaro nga 1.50 nga malibog.
• Pagbahin han masa han oxygen ha 32.00 g/mol. Gamita an atomic weight han O, 16.00, tungod kay an mga subscript nag-iihap hin mga atomo.
• Pagtugyan han oxygen ha mga produkto han pagsunog ngadto ha sampol. Pangitaa an oxygen han sampol pinaagi ha kalainan.
• Pagpasagdon han nawawara nga elemento. Kun an gin-ingon nga mga porsyento nagdudugang hin labi nga gutiay kay ha 100%, may lain nga elemento, kasagaran oxygen.
• Pagdawat hin multiple han molekula nga diri bug-os nga numero. Kun an molar nga masa ÷ formula mass han empirikal diri kasarang han bug-os nga numero, susiha liwat an empirikal nga pormula.