Come Trovare la Formula Molecolare

In questo Articolo:Trovare la Formula Empirica dai Dati SperimentaliTrovare le Formule MolecolariProblema di Ulteriore EsempioRiferimenti

Se hai bisogno di trovare la formula molecolare di un misterioso composto all'interno di un esperimento, puoi fare i calcoli sulla base dei dati che ottieni da quell'esperimento e su alcune informazioni chiave disponibili. Continua a leggere per imparare come procedere.

Parte 1
Trovare la Formula Empirica dai Dati Sperimentali[1]

  1. 1
    Esamina i dati. Esaminando i dati dall'esperimento, cerca le percentuali di massa, pressione, volume e temperatura.
    • Esempio: un composto contiene il 75,46% di carbonio, l'8,43% di ossigeno e il 16,11% idrogeno della massa. A 45,0 °C (318,15 K) e a 0,984 atm di pressione, 14,42 g di questo composto hanno un volume di 1 L. Qual è il composto molecolare di questa formula?
  2. 2
    Modifica le masse percentuali in masse. Guarda la percentuale di massa come massa di ciascun elemento in un campione di 100 g del composto. Invece di scrivere i valori come percentuali, scrivili come masse in grammi.
    • Esempio: 75,46 g di C, 8,43 g di O, 16,11 g di H
  3. 3
    Converti le masse in moli. Devi convertire le masse molecolari di ogni elemento in moli. A tale scopo, devi dividere le masse molecolari per le masse atomiche di ogni rispettivo elemento.
    • Cerca le masse atomiche di ogni elemento nella tavola periodica degli elementi. Solitamente sono situate nella parte inferiore del quadrato di ogni elemento.[2]
    • Esempio:
      • 75,46 g C * (1 mol / 12,0107 g) = 6,28 mol di C
      • 8,43 g O * (1 mol / 15,9994 g) = 0,53 mol di O
      • 16,11 g H * (1 mol / 1,00794) = 15,98 mol di H
  4. 4
    Dividi le moli per la più piccola quantità molare di ogni elemento. Devi dividere il numero di moli per ogni elemento separato per la più piccola quantità molare di tutti gli elementi presenti nel composto. In tal modo, si possono trovare i più semplici rapporti molari.
    • Esempio: la quantità molare più piccola è l'ossigeno con 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
  5. 5
    Arrotonda i rapporti molari. Questi numeri diventeranno i pedici della formula empirica, così dovresti arrotondare al numero intero più vicino. Dopo aver trovato questi numeri, potrai scrivere la formula empirica.
    • Esempio: la formula empirica sarebbe C12OH30
      • 11,83 = 12
      • 1 = 1
      • 30,15 = 30

Parte 2
Trovare le Formule Molecolari

  1. 1
    Calcola il numero di moli del gas. Puoi determinare il numero di moli basandoti su pressione, volume e temperatura forniti dai dati sperimentali. Il numero di moli può essere calcolato utilizzando la formula seguente: n = PV/RT
    • In questa formula, n è il numero di moli, P è la pressione, V è il volume, T è la temperatura in Kelvin e R è la costante dei gas.
    • Questa formula si basa su un concetto noto come la legge dei gas ideali.[3]
    • Esempio: n = PV/RT = (0,984 atm * 1 L) / (0,08206 L atm mol-1 K-1 * 318,15 K) = 0,0377 mol
  2. 2
    Calcola il peso molecolare del gas. Questo può essere fatto dividendo i grammi di gas presenti per le moli di gas nel composto.
    • Esempio: 14,42 g / 0,0377 mol = 382,49 g/mol
  3. 3
    Somma i pesi atomici. Aggiungi tutti i pesi separati degli atomi per trovare il peso complessivo della formula empirica.
    • Esempio: (12,0107 g * 12) + (15,9994 g * 1) + (1,00794 g * 30) = 144,1284 + 15,9994 + 30,2382 = 190,366 g
  4. 4
    Dividi il peso molecolare per il peso formula empirico. In tal modo, puoi determinare quante volte il peso empirico viene ripetuto all'interno del composto usato nell'esperimento. Questo è importante, in modo che tu sappia quante volte la formula empirica si ripete nella formula molecolare.
    • Esempio: 382,49 / 190,366 = 2,009
  5. 5
    Scrivi la formula molecolare finale. Moltiplica i pedici della formula empirica per il numero di volte che il peso empirico sta nel peso molecolare. Questo ti darà la formula molecolare finale.
    • Esempio: C12OH30 * 2 = C24O2H60

Parte 3
Problema di Ulteriore Esempio

  1. 1
    Esamina i dati. Trova la formula molecolare di un composto contenente il 57,14% di azoto, il 2,16% di idrogeno, il 12,52% di carbonio e il 28,18% di ossigeno. A 82,5 C (355,65 K) e pressione di 0,722 atm, 10,91 g di questo composto hanno un volume di 2 L.
  2. 2
    Modifica le percentuali di massa in masse. Questo ti dà 57,24 g di N, 2,16 g di H, 12,52 g di C e 28,18 g di O.
  3. 3
    Convertire le masse in moli. Devi moltiplicare i grammi di azoto, carbonio, ossigeno e idrogeno per le loro rispettive masse atomiche per mole di ogni elemento. In altre parole, dividerai le masse di ogni elemento dell'esperimento per il peso atomico di ciascun elemento.
    • 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
  4. 4
    Per ogni elemento dividi le moli per la più piccola quantità molare. La più piccola quantità molare in questo esempio è in carbonio con 1,04 moli. La quantità di moli di ciascun elemento nel composto deve, pertanto, essere divisa per 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
  5. 5
    Arrotonda i rapporti molari. Per scrivere la formula empirica per questo composto, devi arrotondare i rapporti molari al numero intero più vicino. Inserisci questi numeri interi nella formula accanto ai rispettivi elementi.
    • 3,93 = 4
    • 2,06 = 2
    • 1,0 = 1
    • 1,67 = 2
    • La formula empirica risultante è N4H2CO2
  6. 6
    Calcola il numero di moli del gas. Seguendo la legge dei gas ideali, n = PV/RT, moltiplica la pressione (0,722 atm) per il volume (2 L). Dividi questo prodotto per il prodotto della costante dei gas ideali (0,08206 L atm mol-1 K-1) e la temperatura in 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
  7. 7
    Calcola il peso molecolare del gas. Dividi il numero di grammi del composto presente nell'esperimento (10,91 g) per il numero di moli di quel composto nell'esperimento (mol di 0,05).
    • 10,91 / 0,05 = 218,2 g/mol
  8. 8
    Somma i pesi atomici. Per trovare il peso che corrisponde alla formula empirica di questo particolare composto, devi aggiungere il peso atomico dell'azoto quattro volte (14,00674 + 14,00674 + 14,00674 + 14,00674), il peso atomico dell'idrogeno due volte (1,00794 + 1,00794), il peso atomico del carbonio una volta (12,0107) e il peso atomico dell'ossigeno due volte (15,9994 + 15,9994): questo ti dà un peso totale di 102,05 g.
  9. 9
    Dividi il peso molecolare per il peso formula empirico. Questo ti dirà quante molecole di N4H2CO2 sono presenti nel campione.
    • 218,2 / 102,05 = 2,13
    • Questo significa che sono presenti all'incirca 2 molecole di N4H2CO2.
  10. 10
    Scrivi la formula molecolare finale. La formula molecolare finale sarebbe due volte più grande dell'originale formula empirica poiché sono presenti due molecole. Pertanto, sarebbe N8H4C2O4.

Cose che ti Serviranno

  • Tavola periodica degli elementi
  • Calcolatrice
  • Matita
  • Carta

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Categorie: Chimica

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