Hur man hittar molekylformeln

Om du behöver för att hitta den molekylära formeln för en mystisk blandning i ett experiment, kan du göra beräkningar baserade på de uppgifter du får från det experiment och en del viktig information tillgänglig. Fortsätt läsa för att lära dig hur du fortsätter.

Del 1
Hitta den empiriska formeln från experimentdata

Granska uppgifterna. Undersök data från experimentet, leta efter procentandelarna av massa, tryck, volym och temperatur.

Exempel: En förening innehåller 75,46% kol, 8,43% syre och 16,11% vätemassa. Vid 45,0 ° C (318,15 K) och 0,984 atm tryck, 14,42 g av denna förening har en volym av 1 L. Vad är molekyl föreningen med denna formel?

Ändra de procentuella massorna i massor. Titta på massandelen som massan av varje element i ett prov på 100 g av föreningen. Istället för att skriva värden som procentandelar, skriv dem som massor i gram.

Exempel: 75,46 g C, 8,43 g O, 16,11 g H

Konvertera massor till mol. Du måste omvandla molekylmassorna av varje element till mol. För att göra detta måste du dela molekylmassorna för atommassorna i respektive element.

Leta efter atommassorna i varje element i det periodiska elementets tabell. De ligger vanligtvis längst ner på torget i varje element.

exempel:

75,46 g C * (1 mol / 12,0107 g) = 6,28 mol C

8,43 g O * (1 mol / 15,9994 g) = 0,53 mol O

16,11 g H * (1 mol / 1,00794) = 15,98 mol H

Dela molen för den minsta molära kvantiteten av varje element. Du måste dela upp antalet mol för varje separat element med den minsta molära mängden av alla element som finns i föreningen. På så sätt kan de enklaste molförhållandena hittas.

Exempel: Den minsta molära kvantiteten är syre med 0,53 mol.

6,28 mol / 0,53 mol = 11,83

0,53 mol / 0,53 mol = 1

15,98 mol / 0,53 mol = 30,15

Runda molförhållandena. Dessa tal kommer att bli tecknen på den empiriska formeln, så du borde runda upp till närmaste heltal. Efter att ha hittat dessa siffror kan du skriva empirisk formel.

Exempel: Den empiriska formeln skulle vara C₁₂OH₃₀

11,83 = 12

1 = 1

30,15 = 30

Del 2
Hitta molekylformler

Beräkna antalet mol av gasen. Du kan bestämma antalet mol baserat på trycket, volymen och temperaturen som tillhandahålls av experimentdata. Antalet bryggor kan beräknas med följande formel: n = PV / rT

I denna formel, n är antalet mol, P det är trycket, V det är volymen, T är temperaturen i Kelvin e R det är gaskonstanten.
Denna formel bygger på ett koncept som kallas idealgaslagen.
Exempel: n = PV / RT = (0,984 atm * 1 L) / (0,08206 L atm mol^-1 K^-1 * 318,15 K) = 0,0377 mol

Beräkna gasens molekylvikt. Detta kan göras genom att dividera gramet gas som är närvarande för molen gas i föreningen.

Exempel: 14,42 g / 0,0377 mol = 382,49 g / mol

Lägg till atomvikterna. Lägg till alla separata vikter av atomerna för att hitta den totala vikten av den empiriska formeln.

Exempel: (12,0107 g * 12) + (15,9994 g * 1) + (1,00794 g * 30) = 144,1284 + 15,9994 + 30,2382 = 190,366 g

Dela molekylvikten med empirisk formelvikt. På detta sätt kan du bestämma hur ofta den empiriska vikten upprepas inom den förening som används i experimentet. Detta är viktigt, så du vet hur många gånger den empiriska formeln upprepar sig i molekylformeln.

Exempel: 382,49 / 190,366 = 2,009

Skriv den slutliga molekylformeln. Multiplicera prenumerationerna av den empiriska formeln med antalet gånger den empiriska vikten ligger i molekylvikten. Detta ger dig den slutliga molekylformeln.

Exempel: C₁₂OH₃₀ * 2 = C₂₄ELLER₂H₆₀

Del 3
Ytterligare Problem Exempel

Granska uppgifterna. Hitta molekylformeln för en förening innehållande 57,14% kväve, 2,16% väte, 12,52% kol och 28,18% syre. Vid 82,5 C (355,65 K) och ett tryck av 0,722 atm har 10,91 g av denna förening en volym av 2 L.

Ändra massprocentandelar i massor. Detta ger dig 57,24 g N, 2,16 g H, 12,52 g C och 28,18 g O.

Konvertera massor till mol. Du måste multiplicera gramet kväve, kol, syre och väte av deras respektive atommassor med mängden av varje element. Med andra ord kommer du att dela massorna av varje del av experimentet med varje elements atomvikt.

57,25 g N * (1 mol / 14,00674 g) = 4,09 mol N

2,16 g H * (1 mol / 1,00794 g) = 2,14 mol H

12,52 g C * (1 mol / 12,0107 g) = 1,04 mol C

28,18 g O * (1 mol / 15,9994 g) = 1,76 mol O

För varje element dela molerna för den minsta molära kvantiteten. Den minsta molära kvantiteten i detta exempel är kol med 1,04 mol. Mängden mol av varje element i föreningen måste därför delas med 1,04.

4,09 / 1,04 = 3,93

2,14 / 1,04 = 2,06

1,04 / 1,04 = 1,0

1,74 / 1,04 = 1,67

Runda molförhållandena. För att skriva den empiriska formeln för denna förening måste du runda upp molförhållandena till närmaste heltal. Ange dessa heltal i formeln bredvid respektive element.

3,93 = 4

2,06 = 2

1,0 = 1

1,67 = 2

Den resulterande empiriska formeln är N₄H₂CO₂

Beräkna antalet mol av gasen. Efter lagen om idealiska gaser, n = PV / rT, multiplicerar trycket (0,722 atm) för volymen (2 L). Dela den här produkten med produkten av den ideala gaskonstanten (0,08206 L atm mol^-1 K^-1) och temperaturen i Kelvin (355,65 K).

(0,722 atm * 2 L) / (0,08206 l atm mol^-1 K^-1 * 355,65) = 1,444 / 29,18 = 0,05 mol

Beräkna gasens molekylvikt. Dividera antalet gram av föreningen närvarande i experimentet (10,91 g) för antalet mol av denna förening i experimentet (0,05 mol).

10,91 / 0,05 = 218,2 g / mol

Lägg till atomvikterna. För att hitta den vikt som motsvarar den empiriska formeln för denna speciella föreningen, måste du lägga till atomvikten för kväve fyra gånger (14.00674 + 14,00674 + 14,00674 + 14,00674), väteatomvikt två gånger (1,00794 + 1,00794), koldioxidens atomvikt en gång (12,0107) och atomviktens syre två gånger (15,9994 + 15,9994): detta ger dig en totalvikt av 102, 05 g.

Dela molekylvikten med empirisk formelvikt. Detta kommer att berätta hur många molekyler av N₄H₂CO₂ de är närvarande i provet.

218,2 / 102,05 = 2,13

Det betyder att det finns ungefär 2 molekyler N₄H₂CO₂.

Skriv den slutliga molekylformeln. Den slutliga molekylformeln skulle vara dubbelt så stor som den ursprungliga empiriska formeln eftersom det finns två molekyler. Därför skulle det vara N₈H₄C₂ELLER₄.