วิธีค้นหาสูตรโมเลกุลจากสูตรเชิงประจักษ์

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• วิธีค้นหาสูตรเชิงประจักษ์
• การกำหนดสูตรโมเลกุล
• ตัวอย่าง

สูตรเชิงประจักษ์สำหรับสารประกอบทางเคมีคือการแสดงออกของความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ขององค์ประกอบที่ก่อตัวขึ้น มันไม่เหมือนกับสูตรโมเลกุลซึ่งจะบอกจำนวนอะตอมที่แท้จริงของธาตุแต่ละชนิดที่มีอยู่ในโมเลกุลของสารประกอบ สารประกอบต่าง ๆ ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันมากอาจมีสูตรเชิงประจักษ์เหมือนกัน คุณสามารถหาสูตรโมเลกุลของสารประกอบจากสูตรเชิงประจักษ์เฉพาะเมื่อคุณรู้มวลโมลาร์ของสารประกอบ

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

หากคุณรู้สูตรเชิงประจักษ์ของสารประกอบคุณจะรู้องค์ประกอบที่มีอยู่ในสารประกอบและสัดส่วนสัมพัทธ์ คำนวณมวลโมลาร์ตามสูตรและแบ่งสิ่งนี้เป็นมวลของสารประกอบจริง การแบ่งให้คุณเป็นจำนวนเต็ม คูณตัวห้อยของแต่ละองค์ประกอบในสูตรเชิงประจักษ์ด้วยจำนวนนี้เพื่อให้ได้สูตรโมเลกุลสำหรับสารประกอบ

วิธีค้นหาสูตรเชิงประจักษ์

นักเคมีสามารถกำหนดองค์ประกอบในสารประกอบและเปอร์เซ็นต์สัมพัทธ์โดยปฏิกิริยาทางเคมีกับสารประกอบที่รู้จักที่สร้างผลิตภัณฑ์ที่สามารถรวบรวมและชั่งน้ำหนักได้ หลังจากทำเช่นนั้นพวกเขาจะแบ่งมวลของแต่ละองค์ประกอบด้วยมวลโมลาร์เพื่อกำหนดจำนวนโมลที่มีอยู่ในปริมาณเฉพาะ - ปกติคือ 100 กรัม จำนวนโมลของแต่ละองค์ประกอบทำให้เกิดสูตรเชิงประจักษ์ซึ่งเป็นการแสดงออกที่ง่ายที่สุดขององค์ประกอบที่มีอยู่ในโมเลกุลเดี่ยวของสารประกอบและสัดส่วนสัมพัทธ์

การกำหนดสูตรโมเลกุล

ขั้นตอนแรกในการกำหนดสูตรโมเลกุลของสารประกอบคือการคำนวณมวลเชิงประจักษ์จากสูตรเชิงประจักษ์ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ให้ค้นหามวลของแต่ละองค์ประกอบที่มีอยู่ในสารประกอบแล้วคูณตัวเลขนั้นด้วยตัวห้อยที่ปรากฏหลังสัญลักษณ์ในสูตร หาผลรวมมวลเพื่อกำหนดมวลโมลาร์ที่แสดงโดยสูตร

ขั้นต่อไปคือการชั่งน้ำหนักตัวอย่างจากนั้นแบ่งมวลเชิงประจักษ์เป็นมวลจริงของสารประกอบ ส่วนนี้ผลิตเป็นจำนวนเต็ม คูณตัวห้อยในสูตรเชิงประจักษ์ด้วยตัวเลขนี้เพื่อกำหนดสูตรโมเลกุล

ตัวอย่าง

1. การวิเคราะห์สารประกอบเปิดเผยว่ามี 72 กรัมคาร์บอน (C) ไฮโดรเจน 12 กรัม (H) และออกซิเจน 96 กรัม (O) สูตรเชิงประจักษ์คืออะไร?

เริ่มต้นด้วยการหารมวลของแต่ละองค์ประกอบที่มีอยู่ในสารประกอบด้วยมวลโมลาร์ขององค์ประกอบนั้นเพื่อหาจำนวนโมล ตารางธาตุจะบอกคุณว่ามวลโมลาร์ของคาร์บอนคือ 12 กรัม (โดยไม่สนใจเศษส่วน) ของไฮโดรเจนคือ 1 กรัมและออกซิเจนเป็น 16 กรัม สารประกอบนี้ประกอบด้วย 72/12 = 6 โมลคาร์บอน 12/1 = 12 โมลไฮโดรเจนและ 96/16 = ออกซิเจน 6 โมล

ไฮโดรเจนมี 12 โมล แต่มีคาร์บอนและออกซิเจน 6 โมลเท่านั้นดังนั้นหารด้วย 6

อัตราส่วนของคาร์บอนต่อไฮโดรเจนต่อออกซิเจนเท่ากับ 1: 2: 1 ดังนั้นสูตรเชิงประจักษ์คือ CH₂O ซึ่งเป็นสูตรทางเคมีสำหรับฟอร์มัลดีไฮด์

2. คำนวณสูตรโมเลกุลสำหรับสารประกอบนี้เนื่องจากตัวอย่างมีน้ำหนัก 180 กรัม

เปรียบเทียบมวลที่บันทึกกับมวลโมลาร์ที่แสดงโดยสูตรเชิงประจักษ์ CH₂O มีอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอม (12 กรัม) สองอะตอมไฮโดรเจน (2 กรัม) และหนึ่งอะตอมออกซิเจน (16 กรัม) มวลรวมของมันคือ 30 กรัม อย่างไรก็ตามตัวอย่างมีน้ำหนัก 180 กรัมซึ่งเท่ากับ 180/30 = 6 เท่า คุณต้องคูณตัวห้อยของแต่ละองค์ประกอบในสูตรด้วย 6 เพื่อให้ได้ C₆H₁₂O₆ซึ่งเป็นสูตรโมเลกุลสำหรับสารประกอบ

นี่คือสูตรโมเลกุลสำหรับกลูโคสซึ่งมีคุณสมบัติแตกต่างจากฟอร์มัลดีไฮด์ถึงแม้ว่าพวกเขาจะมีสูตรเชิงประจักษ์เหมือนกัน อย่าเข้าใจผิดสำหรับคนอื่น กลูโคสมีรสชาติที่ดีในกาแฟของคุณ แต่การใส่ฟอร์มัลดีไฮด์ลงในกาแฟของคุณน่าจะทำให้คุณได้รับประสบการณ์ที่ไม่พึงประสงค์