Πώς να υπολογίσετε τον εμπειρικό τύπο μιας ένωσης;

Για να υπολογίσετε τον εμπειρικό τύπο μιας ένωσης, βρείτε τη μάζα κάθε στοιχείου που υπάρχει στην ένωση και μετατρέψτε την σε mole, υπολογίστε τις επιμέρους μοριακές αναλογίες και, στη συνέχεια, γράψτε τον εμπειρικό τύπο.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους μπορούν να παρουσιαστούν πληροφορίες σχετικά με τη μοριακή δομή και τη σύνθεση μιας χημικής ένωσης. Αυτά περιλαμβάνουν τον συνήθως χρησιμοποιούμενο μοριακό τύπο , που δείχνει τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου στην ένωση, καθώς και τον δομικό τύπο, που απεικονίζει τη διάταξη και τους δεσμούς των διαφορετικών ατόμων σε μια ένωση.

Μια άλλη πολύ σημαντική μορφή επικοινωνίας πληροφοριών σχετικά με μια ένωση είναι ο εμπειρικός τύπος της . Ο εμπειρικός τύπος μιας ένωσης εμφανίζει τα στοιχεία που συνθέτουν την ένωση στον απλούστερο δυνατό ακέραιο λόγο τους.

Πώς να υπολογίσετε τον εμπειρικό τύπο;

Ο εμπειρικός τύπος για οποιαδήποτε ένωση μπορεί να προσδιοριστεί με μερικά εύκολα βήματα. Η διαδικασία περιλαμβάνει την εύρεση της ποσότητας κάθε στοιχείου στην ένωση και τη μετατροπή αυτής της ποσότητας σε moles, ακολουθούμενη από μεμονωμένους υπολογισμούς γραμμομοριακής αναλογίας. Μόλις υπολογιστούν οι μεμονωμένες μοριακές αναλογίες, οι αναλογίες μπορούν να μετατραπούν σε ακέραιους αριθμούς (αν δεν είναι ήδη) και στη συνέχεια να γραφεί ο εμπειρικός τύπος της ένωσης. Ωστόσο, ας ρίξουμε μια πιο λεπτομερή ματιά στη διαδικασία υπολογισμού του εμπειρικού τύπου μιας ένωσης.

Υπολογισμός εμπειρικού τύπου που εξηγείται μέσω διαγράμματος ροής

Βήμα 1:Βρείτε τη μάζα (ποσότητα) κάθε στοιχείου στην ένωση

Ξεκινάμε τη διαδικασία βρίσκοντας την ακριβή ποσότητα (σε γραμμάρια) κάθε στοιχείου που συνθέτει την ένωση που μελετάται. Ας υποθέσουμε ότι η ένωση της οποίας ο εμπειρικός τύπος πρέπει να βρεθεί είναι το XaYbZc. Η χημική ανάλυση της ένωσης XaYbZc δίνει πληροφορίες σχετικά με την ποσότητα κάθε στοιχείου (Χ, Υ και Ζ) σε ποσοστιαία μορφή. Μετατρέπουμε αυτές τις ποσοστιαίες τιμές σε απλούς αριθμούς υποθέτοντας ότι έχουμε 100 g της ένωσης του δείγματος.

Ας πούμε ότι τα αποτελέσματα μιας χημικής ανάλυσης αποκαλύπτουν ότι η ένωση XaYbZc έχει 40,0% Χ, 6,7% Υ και 53,3% Ζ. Εάν έχουμε 100 γραμμάρια της ένωσης του δείγματος, αυτό θα σήμαινε ότι το Χ είναι 40 g, Το Y είναι 6,7 g και το Z είναι 53,3 g.

Χρειάζεται να εκτελέσουμε αυτό το βήμα μόνο όταν η σύνθεση της ένωσης παρέχεται σε ποσοστιαία μορφή. Εάν η ποσότητα κάθε στοιχείου είναι ήδη διαθέσιμη σε γραμμάρια, αυτό το βήμα δεν χρειάζεται να εκτελεστεί.

Βήμα 2:Μετατρέψτε την ποσότητα κάθε στοιχείου σε κρεατοελιές

Στο Βήμα 2, βρίσκουμε τον αριθμό των γραμμομορίων κάθε στοιχείου χρησιμοποιώντας τις τιμές μάζας που βρέθηκαν στο προηγούμενο βήμα. Σε περίπτωση που ζούσατε κάτω από ένα βράχο, οι κρεατοελιές είναι μια μονάδα μέτρησης που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των ποσοτήτων μικρών σωματιδίων, όπως άτομα, μόρια, ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια κ.λπ. Ένα γραμμομόριο ενός στοιχείου σημαίνει ότι περίπου 6,022× Υπάρχουν 1023 άτομα του στοιχείου. Ο τύπος για να βρείτε τον αριθμό των γραμμομορίων ενός στοιχείου από την ποσότητα του είναι:

Αριθμός μορίων =Ποσότητα του στοιχείου που υπάρχει (σε ​​γραμμάρια) / Μοριακή μάζα του στοιχείου

Επιστρέφοντας στην ένωση του δείγματός μας… η μοριακή μάζα του Χ είναι 12,0107 g/mol, το Υ είναι 1,00784 g/mol και το Ζ είναι 15,999 g/mol. (Σημείωση: Κάποιος μπορεί να βρει τη μοριακή μάζα οποιουδήποτε στοιχείου πραγματοποιώντας μια απλή αναζήτηση στο Google.)

Ο αριθμός των γραμμομορίων είναι ο εξής:τα mol του Χ είναι 40/12.o1 =3,33 mol. moles του Υ είναι 6,7/1,00784 =6,6 mol; και τα mol του Z είναι 53,3/15,999 =3,33 mol.

Βήμα 3:Υπολογίστε τις αναλογίες mole για κάθε στοιχείο

Τώρα, αναζητήστε το στοιχείο με τον λιγότερο αριθμό γραμμομορίων στην ένωση. Από το προηγούμενο βήμα, βλέπουμε ότι τα στοιχεία X και Z έχουν και τα δύο 3,33 moles στην ένωση, ενώ το Y έχει 6,66 moles.

Μπορούμε να βρούμε τις μοριακές αναλογίες κάθε στοιχείου διαιρώντας τις επιμέρους μοριακές τιμές με τη μικρότερη μοριακή τιμή που βρέθηκε. Εδώ, η μικρότερη τιμή είναι 3,33 moles. Έτσι, βρίσκουμε:

Αριθμός γραμμομορίων X/3,33 =3,33/3,33 =1

Αριθμός γραμμομορίων Y/3,33 =6,66/3,33 =2

Αριθμός γραμμομορίων Z/3,33 =3,33/3,33 =1

Βήμα 4:Μετατρέψτε τις αναλογίες mole σε ακέραιους αριθμούς

Το προτελευταίο βήμα στη διαδικασία είναι η μετατροπή των μοριακών αναλογιών σε ακέραιους αριθμούς, σε περίπτωση που δεν είναι ήδη. Οι μοριακές αναλογίες που βρήκαμε στο προηγούμενο βήμα είναι 1, 2 και 1, που είναι όλοι ακέραιοι αριθμοί. Έτσι, μπορούμε να παραλείψουμε αυτό το βήμα και να προχωρήσουμε στο τελικό βήμα.

Ωστόσο, αν οι μοριακές αναλογίες δεν ήταν ακέραιοι αριθμοί, ο πολλαπλασιασμός τους με έναν ακέραιο θα έδινε τις επιθυμητές τιμές. Ας υποθέσουμε ότι οι μοριακές αναλογίες για μια άλλη ένωση είναι 1,5 και 2. Το 1,5 δεν είναι ακέραιος αριθμός και πρέπει να μετατραπεί σε ένα. Απλώς πολλαπλασιάζοντας το επί 2 θα μας έδινε έναν ακέραιο αριθμό.

Σημείωση: Βεβαιωθείτε ότι πολλαπλασιάζετε όλες τις αναλογίες γραμμομορίων με τον ακέραιο αριθμό, και όχι μόνο τη μη ακέραια αναλογία γραμμομορίων.

1,5 x 2 =3 και 2 x 2 =4

Βήμα 5:Γράψτε τον εμπειρικό τύπο

Τώρα που έχουμε όλα τα απαιτούμενα δεδομένα στα χέρια μας, ήρθε η ώρα να γράψουμε τον εμπειρικό τύπο για την ένωση XaYbZc. Γράψτε το σύμβολο κάθε στοιχείου στην ένωση, ακολουθούμενο από τη μοριακή αναλογία του ως δείκτη.

Για την ένωση του δείγματός μας, ο εμπειρικός τύπος είναι X1Y2Z1 ή απλά XY2Z.

Τελικές λέξεις

Το δείγμα ένωσης XaYbZc που χρησιμοποιήσαμε ως παράδειγμα ήταν στην πραγματικότητα γλυκόζη. Ο μοριακός τύπος για τη γλυκόζη είναι C6H12O6, αλλά όπως μόλις καταλήξαμε στο τελευταίο βήμα της διαδικασίας, ο εμπειρικός της τύπος είναι CH2O.

Μοριακός τύπος και εμπειρικός τύπος γλυκόζης

Έτσι, μπορεί να φανεί ότι οι εμπειρικοί τύποι μεταφέρουν πληροφορίες μόνο σχετικά με τις αναλογίες στις οποίες υπάρχουν τα στοιχεία, όχι τον πραγματικό αριθμό των ατόμων στην ένωση. Πληροφορίες σχετικά με το πραγματικό Ο αριθμός των ατόμων ενός στοιχείου που υπάρχει σε μια ένωση παρέχεται από τον μοριακό τύπο της. Για να προσδιορίσετε τον μοριακό τύπο μιας ένωσης, πολλαπλασιάστε τους δείκτες κάθε στοιχείου στον εμπειρικό τύπο με την αναλογία του μοριακού βάρους προς τη μάζα του εμπειρικού τύπου.