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Berechnen Sie empirische und molekulare Formeln

Die empirische Formel einer chemischen Verbindung ist eine Darstellung des einfachsten Ganzzahlverhältnisses zwischen den Elementen, aus denen die Verbindung besteht. Die Summenformel ist die Darstellung des tatsächlichen Ganzzahlverhältnisses zwischen den Elementen der Verbindung. Diese Schritt-für-Schritt-Anleitung zeigt, wie die empirischen und molekularen Formeln für eine Verbindung berechnet werden.

Empirisches und molekulares Problem

Ein Molekül mit einem Molekulargewicht von 180,18 g / mol wird analysiert und enthält 40,00% Kohlenstoff, 6,72% Wasserstoff und 53,28% Sauerstoff.

So finden Sie die Lösung

Das Finden der empirischen und molekularen Formel ist im Grunde der umgekehrte Prozess, der zur Berechnung des Massenprozentsatzes oder des Massenprozentsatzes verwendet wird .

Schritt 1: Finden Sie die Anzahl der Mol jedes Elements in einer Probe des Moleküls.
Unser Molekül enthält 40,00% Kohlenstoff, 6,72% Wasserstoff und 53,28% Sauerstoff. Dies bedeutet, dass eine 100-Gramm-Probe Folgendes enthält:

40,00 g Kohlenstoff (40,00% von 100 g)
6,72 g Wasserstoff (6,72% von 100 g)
53,28 g Sauerstoff (53,28% von 100 g)

Hinweis: 100 Gramm werden für eine Stichprobengröße verwendet, um die Mathematik zu vereinfachen. Es kann jede Stichprobengröße verwendet werden, die Verhältnisse zwischen den Elementen bleiben gleich.

Anhand dieser Zahlen können wir die Molzahl jedes Elements in der 100-Gramm-Probe ermitteln. Teilen Sie die Anzahl der Gramm jedes Elements in der Probe durch das Atomgewicht des Elements, um die Anzahl der Mol zu ermitteln.

Mol C=40,00 g × 1 Mol C / 12,01 g / Mol C=3,33 Mol C.

Mol H=6,72 g × 1 Mol H / 1,01 g / Mol H=6,65 Mol H.

Mol O=53,28 g × 1 Mol O / 16,00 g / Mol O=3,33 Mol O.

Schritt 2: Finden Sie die Verhältnisse zwischen der Anzahl der Mol jedes Elements.

Wählen Sie das Element mit der größten Anzahl von Molen in der Probe aus. In diesem Fall sind die 6,65 Mol Wasserstoff am größten. Teilen Sie die Anzahl der Mol jedes Elements durch die größte Anzahl.

Einfachstes Molverhältnis zwischen C und H: 3,33 Mol C / 6,65 Mol H=1 Mol C / 2 Mol H
Das Verhältnis beträgt 1 Mol C pro 2 Mol H.

Das einfachste Verhältnis zwischen O und H: 3,33 Mol O / 6,65 Mol H=1 Mol O / 2 Mol H
Das Verhältnis zwischen O und H beträgt 1 Mol O pro 2 Mol H.

Schritt 3: Finden Sie die empirische Formel.

Wir haben alle Informationen, die wir brauchen, um die empirische Formel zu schreiben . Für jeweils zwei Mol Wasserstoff gibt es ein Mol Kohlenstoff und ein Mol Sauerstoff.

Die empirische Formel lautet CH 2 O.

Schritt 4: Finden Sie das Molekulargewicht der empirischen Formel.

Wir können die empirische Formel verwenden, um die Molekularformel unter Verwendung des Molekulargewichts der Verbindung und des Molekulargewichts der empirischen Formel zu finden.

Die empirische Formel lautet CH 2 O. Das Molekulargewicht ist

Molekulargewicht von CH 2 O=(1 × 12,01 g / mol) + (2 × 1,01 g / mol) + (1 × 16,00 g / mol)
Molekulargewicht von CH 2 O=(12,01 + 2,02 + 16,00) g / mol
Molekulargewicht von CH 2 O=30,03 g / mol

Schritt 5: Finden Sie die Anzahl der empirischen Formeleinheiten in der Summenformel.

Die Summenformel ist ein Vielfaches der empirischen Formel. Wir erhielten das Molekulargewicht des Moleküls von 180,18 g / mol. Teilen Sie diese Zahl durch das Molekulargewicht der empirischen Formel, um die Anzahl der empirischen Formeleinheiten zu ermitteln, aus denen die Verbindung besteht.

Anzahl der empirischen Formeleinheiten in Verbindung=180,18 g / mol / 30,03 g / mol
Anzahl der empirischen Formeleinheiten in Verbindung=6

Schritt 6: Finden Sie die Summenformel.

Es sind sechs empirische Formeleinheiten erforderlich, um die Verbindung herzustellen. Multiplizieren Sie daher jede Zahl in der empirischen Formel mit 6.

Summenformel=6 x CH 2 O
Summenformel=C (1 x 6) H (2 x 6) O (1 x 6)
Molekülformel=C 6 H 12 O 6

Lösung:

Die Summenformel des Moleküls lautet CH 2 O.
Die Summenformel der Verbindung lautet C 6 H 12 O 6 .

Einschränkungen der molekularen und empirischen Formeln

Beide Arten chemischer Formeln liefern nützliche Informationen. Die empirische Formel gibt das Verhältnis zwischen Atomen der Elemente an, das die Art des Moleküls (im Beispiel ein Kohlenhydrat) angeben kann. Die Summenformel listet die Nummern der einzelnen Elementtypen auf und kann zum Schreiben und Ausgleichen chemischer Gleichungen verwendet werden. Keine der Formeln gibt jedoch die Anordnung der Atome in einem Molekül an. Beispielsweise könnte das Molekül in diesem Beispiel, C 6 H 12 O 6 , Glucose, Fructose, Galactose oder ein anderer einfacher Zucker sein. Es werden mehr Informationen als die Formeln benötigt, um den Namen und die Struktur des Moleküls zu identifizieren.

Empirische und molekulare Formel-Schlüssel-Takeaways

  • Die empirische Formel gibt das kleinste Ganzzahlverhältnis zwischen Elementen in einer Verbindung an.
  • Die Summenformel gibt das tatsächliche Ganzzahlverhältnis zwischen Elementen in einer Verbindung an.
  • Für einige Moleküle sind die empirischen und molekularen Formeln gleich. Normalerweise ist die Summenformel ein Vielfaches der empirischen Formel.

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