Empirisk formel

Den här artikeln handlar om analytisk kemi. För observation snarare än teori, se Empiriskt förhållande .

Inom kemi är den empiriska formeln för en kemisk förening det enklaste heltalsförhållandet av atomer som finns i en förening. Ett enkelt exempel på detta koncept är att den empiriska formeln för svavelmonoxid , eller SO, helt enkelt skulle vara SO, liksom den empiriska formeln för disulfurdioxid , S ₂ O ₂ . Således har svavelmonoxid och disulfurdioxid, båda föreningar av svavel och syre , samma empiriska formel. Men deras molekylformler , som uttrycker antalet atomer i varje molekyl av en kemisk förening, är inte desamma.

En empirisk formel nämner inget om arrangemanget eller antalet atomer. Det är standard för många joniska föreningar , som kalciumklorid (CaCl ₂ ), och för makromolekyler , såsom kiseldioxid (SiO ₂ ).

Molekylformeln , å andra sidan, visar antalet av varje typ av atom i en molekyl . Strukturformeln visar arrangemanget av molekylen . Det är också möjligt för olika typer av föreningar att ha lika empiriska formler.

Prover analyseras i specifika elementaranalystester för att bestämma vilken procentandel av ett visst element provet består av.

Exempel

• Glukos ( C ₆ H ₁₂ O ₆ ), ribos ( C ₅ H ₁₀ O ₅ ), ättiksyra ( C ₂ H ₄ O ₂ ) och formaldehyd ( CH ₂ O ) har alla olika molekylformler men samma empiriska formel: CH _2O _ . Detta är den faktiska molekylformeln för formaldehyd, men ättiksyra har dubbelt så många atomer, ribos har fem gånger antalet atomer och glukos har sex gånger antalet atomer.
• Den kemiska föreningen n -hexan har strukturformeln CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , vilket visar att den har 6 kolatomer ordnade i en kedja och 14 väteatomer . Hexans molekylformel är C ₆ H ₁₄ , och dess empiriska formel är C ₃ H ₇ som visar ett C:H-förhållande på 3:7.

Räkneexempel

En kemisk analys av ett prov av metylacetat ger följande elementära data: 48,64 % kol (C), 8,16 % väte (H) och 43,20 % syre (O). För att bestämma empiriska formler antas det att vi har 100 gram av föreningen. Om så är fallet kommer procenttalen att vara lika med massan av varje grundämne i gram.

Steg 1: Ändra varje procent till ett uttryck för massan av varje element i gram. Det vill säga, 48,64 % C blir 48,64 g C, 8,16 % H blir 8,16 g H och 43,20 % O blir 43,20 g O. Steg 2:

Konvertera mängden av varje grundämne i gram till dess mängd i mol

${\displaystyle \left({\frac {48,64{\mbox{ g C}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{12.01{\mbox{ g C}}}}\right)=4.049\ {\text{mol}}} ( 8.16 g H 1 )$

$left ({\frac {8.16{\mbox{ g H}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{1.007{\mbox{ g H}}}} \right)=8,095\ {\text{mol}}}$

$\left({\frac {43,20{\mbox{ g O}}} {1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{16.00{\mbox{ g O}}}}\right)=2.7\ {\text{mol}}$

Steg 3: Dividera vart och ett av de resulterande värdena med det minsta av dessa värden (2.7)

${\frac {4.049{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}} =1,5$

${\displaystyle {\frac {8,095{\mbox{ mol }}}{2,7{\mbox{ mol }}}}=3} 2,7 mol 2,7$

${\ frac {2.7{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1} Steg$

4: Om det behövs, multiplicera dessa tal med heltal för att få heltal; om en operation görs på ett av numren måste den göras på dem alla.

$1,5\times 2=3$

$3\times 2=6$

$1\times 2=2$

är den empiriska formeln _för metylacetat _{C3H6O2 .} Denna formel råkar också vara metylacetats molekylformel.