Як визначити емпіричну формулу

Емпірична формула хімічної сполуки є простою запис його складу. Емпіричну формулу речовини можна визначити за масою кожного, хто входить в нього елемента, за ваговими відсотками елементів або з молекулярної формулі сполуки.

кроки

Метод 1 з 3:

За допомогою вагових відсотків

1. Подивіться, що дано. Якщо дан елементний склад нового зв`язку в процентах, а не в грамах, слід припустити, що є рівно 100,0 грамів цієї речовини.

Нижче наведена процедура визначення емпіричної формули в тому випадку, якщо елементарний склад дан в процентах. Якщо склад нового зв`язку дан в грамах, перейдіть до розділу "Використання ваги в грамах".
приклад: визначте емпіричну формулу сполуки, яке складається з 29,3% Na (натрій), 41,1% S (сірка) і 29,6% O (кисень).

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 2

2. Визначимо кількість грамів кожного елемента. Якщо ми припустимо, що є 100 грамів нового зв`язку, то кількість грамів кожного елемента відповідає його процентним вмістом.

приклад: в 100 грамах невідомої речовини міститься 29,3 г Na, 41,1 г S і 29,6 г O.

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 3

3. Переведіть масу кожного елемента в молі. Масу кожного, хто входить в з`єднання елемента слід перевести в молі. Для цього масу необхідно помножити на 1 моль і розділити на атомний вага відповідного елемента.

Простіше кажучи, слід розділити масу кожного елемента на його атомна вага.

Врахуйте також, що при даних розрахунках необхідно брати не менше чотирьох значущих цифр.

приклад: для з`єднання, яке складається з 29,3 г Na, 41,1 г S і 29,6 г O, одержуємо:

29,3 г Na * (1 моль Na / 22,99 г Na) = 1,274 моль Na

41,1 г S * (1 моль S / 32,06 г S) = 1,282 моль S

29,6 г O * (1 моль O / 16,00 г O) = 1,850 моль O

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 4

4. Розділіть знайдене число молей кожного елемента на найменшу кількість молей. слід знайти стехиометрическое співвідношення між елементами - це означає, що необхідно обчислити відносні частки кожного елемента в порівнянні з іншими елементами, що входять до складу з`єднання. Для цього розділіть будь-яке число молей на найменше число молей.

приклад: найменше число молей в даному з`єднанні становить 1,274 моль (кількість молей Na, натрію).

1,274 моль Na / 1,274 моль = 1,000 Na

1,282 моль S / 1,274 моль = 1,006 S

1,850 моль O / 1,274 моль = 1,452 O

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 5

5. Помножте отримані величини на коефіцієнт так, щоб вийшли близькі до цілим числа. Співвідношення молей кожного елемента може не дорівнювати цілому числу. Це не проблема в разі малих відхилень від цілого числа, які не перевищують одну десяту. Однак у випадку більш значних відхилень слід помножити ці величини на один і той же множник, щоб вони стали близькі до цілих числах.

Якщо відповідна величина для одного елемента близька до 0,5, помножте кожне значення на 2. Схожим чином, якщо для одного елемента число близько до 0,25, помножте кожну величину на 4.

приклад: оскільки кількість кисню (O) близько до 1,5, щоб наблизити його до цілого значення, необхідно помножити кожну величину на "2".

1,000 На * 2 = 2,000 На

1,006 З * 2 = 2,012 З

1,452 O * 2 = 2,904 O

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 6

6. Округлите отримані величини до найближчих цілих чисел. Навіть після останнього кроку кількість молей кожного елемента може злегка відрізнятися від цілого числа. Оскільки в емпіричних формулах не використовуються десяткові дроби, необхідно округлити кожне значення до найближчого до нього цілого числа.

приклад: для певних на попередньому кроці значень отримуємо:

2,000 Na можна записати як 2 Na;

2,012 S можна округлити до 2 S;

2,904 O можна округлити до 3 O.

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 7

7. Запишіть остаточну відповідь. Переведіть співвідношення елементів в стандартну запис, яка використовується для емпіричних формул. Кількість кожного елемента в молекулі сполуки записується у вигляді підрядкового числа праворуч від символу відповідного елемента (в разі одиниці це число опускається).

приклад: якщо з`єднання складається з 2 частин Na, 2 частин S і 3 частин O, його емпірична формула записується в такий спосіб: Na₂З₂Про₃

Метод 2 з 3:

За допомогою ваги в грамах

1. Переконайтеся, що кількість елементів дано в грамах. Якщо елементний склад нового зв`язку дан в грамах, використовуйте наведені нижче кроки.

З іншого боку, якщо замість грамів дані відсотки, перейдіть до розділу "Використання вагових відсотків".
приклад: визначте емпіричну формулу нового зв`язку, яке складається з 8,5 г Fe (залізо) і 3,8 г O (кисень).

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 9

2. Переведіть масу кожного елемента в молі. Щоб визначити частку кожного елемента в молекулі сполуки, необхідно перевести кількість кожного елемента з грамів в молі. Для цього розділіть масу кожного елемента в грамах на його атомна вага.

При більш формальному підході слід помножити масу в грамах на один моль і розділити на атомний вага.

Врахуйте, що для достатньої точності атомний вага необхідно округлити до чотирьох значущих цифр.

приклад: для 8,5 г Fe і 3,8 г O отримуємо:

8,5 г Fe * (1 моль Fe / 55,85 г Fe) = 0,152 моль Fe

3,8 г O * (1 моль O / 16,00 г O) = 0,238 моль O

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 10

3. Розділіть кількість молей кожного елемента на найменше значення. Визначте, як кожен елемент співвідноситься з іншими елементами, що входять в дане з`єднання. Для цього необхідно знайти мінімальну кількість молей і розділити на нього число молей кожного елемента.

приклад: для нашого випадку мінімальна кількість молей становить 0,152 (кількість Fe, заліза).

0,152 моль Fe / 0,152 моль = 1,000 Fe

0,238 моль O / 0,152 моль = 1,566 O

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 11

4. Помножте отримані значення, щоб знайти числа, близькі до цілим. Часто кількість молей не дорівнює цілому числу. Якщо відхилення від цілого числа не перевищує однієї десятої, таке число можна просто округлити до цілого. Однак у випадку більш значного відхилення слід помножити кожне значення на такий коефіцієнт, щоб вийшли близькі до цілим числа.

Наприклад, якщо кількість одного елемента перевищує ціле число приблизно на 0,25, помножте все значення на 4. Якщо ж відхилення становить близько 0,5, помножте все величини на 2.

приклад: оскільки співвідношення для кисню становить 1,566, необхідно помножити обидва співвідношення на 2.

1,000 Fe * 2 = 2,000 Fe

1,566 O * 2 = 3,132 O

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 12

5. Округлите відповідь до найближчого цілого числа. Після того як співвідношення для всіх елементів не будуть відрізнятися від цілих чисел більше ніж на одну десяту, округлятимете їх.

приклад: кількість Fe можна записати як 2. Кількість O можна округлити до 3.

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 13

6. Запишіть відповідь. Знайдене співвідношення елементів слід переписати у формі, прийнятої для емпіричних формул. Отримані цілі числа (за винятком 1) необхідно записати у вигляді підрядкових символів праворуч від символу відповідного елемента.

приклад: для з`єднання 2 частин Fe і 3 частин O емпірична формула має такий вигляд: Fe₂Про₃

Метод 3 з 3:

За допомогою молекулярної формули

1. Визначте, чи можна скоротити підрядкові числа. Якщо дана молекулярна формула невідомого з`єднання і потрібно визначити емпіричну формулу, перевірте, чи не можна скоротити кількість атомів. Подивіться на підрядкові числа біля кожного елемента. Якщо всі вони мають спільний дільник (відмінний від 1), знадобиться кілька кроків, щоб визначити емпіричну формулу сполуки.

приклад: З₈Х₁₆Про₈
З іншого боку, якщо підрядкові числа не мають спільного дільника, молекулярна формула є емпіричною формулою.

приклад: Фе₃Про₂Х₇

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 15

2. Знайдіть найбільший спільний дільник підрядкових чисел. Випишіть подільники для кожного підрядкового числа і визначте максимальний загальний дільник.

приклад: з`єднання C₈Х₁₆Про₈ має підрядкові числа "4" and "8".

Число 8 має наступні подільники: 1, 2, 4, 8

Число 16 має наступні подільники: 1, 2, 4, 8, 16

Число 8 є найбільшим спільним дільником.

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 16

3. Розділіть кожне підрядкова число на найбільший спільний дільник. Щоб привести кожне підрядкова число до найпростішої формі, необхідно розділити його на тільки що знайдений найбільший спільний дільник.

приклад: для C₈Х₁₆O₈ отримуємо:

Ділимо підрядкова число 8 на найбільший спільний дільник 8: 8/8 = 1

Ділимо підрядкова число 16 на найбільший спільний дільник 8: 16/8 = 2

Зображення з назвою Determine an Empirical Formula Step 17

4. Запишіть відповідь. Замініть початкові підрядкові числа їх спрощеними значеннями. Таким чином ви визначите емпіричну формулу сполуки за його молекулярної формулі.

Пам`ятайте, що якщо підрядкова число дорівнює 1, то його зазвичай не записують.

приклад: C₈H₁₆O₈ = CH₂O