由數據推算實驗式同分子式

最簡比對實際組成

實驗式給出化合物中原子最細嘅整數比。分子式給出一個分子中每種原子嘅實際數目，而且永遠係實驗式嘅整數倍。過氧化氫嘅分子式係 H₂O₂，實驗式係 HO。葡萄糖 C₆H₁₂O₆ 嘅實驗式係 CH₂O，同甲醛同乙酸嘅實驗式相同。

單靠質量數據只能揭示實驗式，因為 H₂O₂ 同 HO 有完全相同嘅百分組成。要搵出倍數，需要另外量度摩爾質量。對於氯化鈉等形成延伸晶格而非獨立分子嘅離子化合物，按慣例通常將式單位寫成實驗式。例外情況係保持多原子離子完整，例如過氧化鈉 Na₂O₂，佢含有過氧離子 O₂²⁻。

由已知化學式計算百分組成

元素嘅質量百分比，係該元素喺一摩爾化合物中嘅質量除以摩爾質量，再乘以 100。本指引使用修約至兩個小數位嘅 IUPAC 標準原子量：H 1.01、C 12.01、N 14.01、O 16.00、S 32.06 同 Fe 55.85。

實例 1。硫酸銨 (NH₄)₂SO₄ 用作氮肥。佢嘅氮質量百分比係幾多？一個式單位含有 2 個 N、8 個 H、1 個 S 同 4 個 O，所以摩爾質量係 2(14.01) + 8(1.01) + 32.06 + 4(16.00) = 28.02 + 8.08 + 32.06 + 64.00 = 132.16 g/mol。氮：28.02 ÷ 132.16 × 100 = 21.20% N。其他元素計得 6.11% H、24.26% S 同 48.43% O，四個數值加埋係 100.00%，呢個係有用嘅檢查，確認冇遺漏任何原子。

將質量變成整數摩爾比

下標數算原子，而原子係以摩爾計數，所以方法永遠都要經過摩爾。唔同元素嘅克數無法直接比較，因為佢哋嘅原子質量唔同。

由小數轉做分數嘅步驟需要判斷。實驗比值好少係精確嘅，所以與整數相差喺大約 0.1 以內嘅數值通常可以修約，但係接近 1.5、1.33、1.67、1.25 或者 1.75 嘅數值就表示係分數。按情況將每個比值乘以 2、3 或者 4。例如，一個含有 1.737 g Fe 同 0.747 g O 嘅氧化鐵樣本，得出 0.03110 mol Fe 同 0.0467 mol O。O:Fe 嘅比值係 1.50，所以乘以二就得到 Fe₂O₃。

• 由質量開始。如果你有嘅係百分比，就假設樣本為 100 g，咁每個百分比就變成克數。
• 用該元素嘅原子量，將每個質量換算成摩爾。
• 將每個摩爾值除以最細嗰個。
• 如果任何比值唔接近整數，就將所有比值乘以可以令佢哋變成整數嘅最細整數。
• 按慣用次序寫出下標（有機化合物先寫 C，然後 H，其餘按字母順序）。

實例：由百分組成推算羧酸

實例 2。分析一種白色結晶酸，得出按質量計 40.68% C、5.13% H 同 54.19% O。另外量度得知其摩爾質量為 118 g/mol。搵出實驗式同分子式。

假設為 100 g，所以樣本有 40.68 g C、5.13 g H 同 54.19 g O。換算成摩爾：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。除以最細嘅值 3.387：C 1.000、H 1.500、O 1.000。

氫嘅比值 1.500 係一半，而唔係修約誤差，所以將每個比值乘以 2：C₂H₃O₂。佢嘅式量係 2(12.01) + 3(1.01) + 2(16.00) = 59.05 g/mol。倍數係 118 ÷ 59.05 = 2.00，所以分子式係 C₄H₆O₄。呢個係丁二酸嘅分子式。如果將 1.5 進位到 2，就會得到 CH₂O（30.03 g/mol），而 118 ÷ 30.03 = 3.93 並唔係整數，表示實驗式有誤。

實例：有機液體嘅燃燒分析

實例 3。一個只含 C、H 同 O 嘅 0.3150 g 液體樣本，喺過量氧氣中完全燃燒。產生 0.6293 g CO₂ 同 0.2577 g H₂O。蒸氣嘅摩爾質量約為 88 g/mol。搵出兩個化學式。

所有嘅碳最終都喺 CO₂ 入面，所有嘅氫都喺 H₂O 入面。C 嘅質量 = 0.6293 g CO₂ × (12.01 g C / 44.01 g CO₂) = 0.17173 g。H 嘅質量 = 0.2577 g H₂O × (2.02 g H / 18.02 g H₂O) = 0.028888 g。氧無法用同樣方式追溯，因為產物中好多氧來自 O₂ 供應，所以用差值計算：0.3150 − 0.17173 − 0.028888 = 0.11438 g O。

摩爾：0.17173 ÷ 12.01 = 0.014299 mol C；0.028888 ÷ 1.01 = 0.028602 mol H；0.11438 ÷ 16.00 = 0.0071488 mol O。除以 0.0071488 得出 2.000 : 4.001 : 1，所以實驗式係 C₂H₄O，式量為 44.06 g/mol。倍數係 88 ÷ 44.06 = 2.0，得出 C₄H₈O₂。好幾種唔同嘅化合物都有呢個分子式，包括乙酸乙酯同丁酸，所以要確定係邊種物質，就需要光譜法等結構證據。

實驗式計算喺邊度出錯

大部分錯誤都發生喺兩個位置：揀選要換算成摩爾嘅對象，以及決定點樣處理唔係整數嘅比值。寫出最終化學式之前，請檢查呢兩點。

然後用數據測試答案。重新計算你提出嘅化學式嘅百分組成，並且同量度值比較；良好嘅數據通常喺零點幾個百分點內吻合。喺實例 2 中，C₄H₆O₄ 得出 40.68% C、5.13% H 同 54.19% O，同分析結果吻合。

• 將 1.5 或者 1.33 嘅比值修約到最接近嘅整數，而唔係整體相乘。
• 將摩爾值修約到一兩個有效數字，可能會令清晰嘅 1.50 變得含糊。
• 將氧嘅質量除以 32.00 g/mol。應該使用 O 嘅原子量 16.00，因為下標數算嘅係原子。
• 將燃燒產物中嘅氧歸入樣本。樣本中嘅氧要用差值計算。
• 忽略欠缺嘅元素。如果所述百分比之和遠低於 100%，就表示存在另一種元素，通常係氧。
• 接受非整數嘅分子式倍數。如果摩爾質量 ÷ 實驗式式量唔接近整數，就要重新檢查實驗式。