FORMUŁA MINIMALNA: JAK UZYSKAĆ FORMUŁĘ MINIMUM, PRZYKŁADY I ĆWICZENIA - CHEMIA - 2025

Wzór minimum lub wzór empiryczny jest wyrażeniem proporcji, w jakich obecne są atomy różnych pierwiastków tworzących związek chemiczny. Wzór minimum jest zatem najprostszym przedstawieniem związku chemicznego. Dlatego jest „minimalny”.

Wzór minimalny nie wyraża liczby atomów różnych pierwiastków tworzących związek chemiczny; ale proporcja, w jakiej te atomy łączą się, aby wytworzyć związek chemiczny.

Ten minimalny wzór pokazuje tylko, że związek ma równą liczbę atomów węgla i tlenu oraz dwa razy więcej atomów wodoru. Źródło: Gabriel Bolívar.

Formuła minimum nazywana jest również formułą empiryczną, ponieważ jest uzyskiwana w wyniku eksperymentów; to znaczy jest związana z doświadczeniem. Obserwacje eksperymentalne pozwoliły stwierdzić, że dwa atomy wodoru łączą się z jednym atomem wodoru tworząc wodę (H ₂ O).

W wielu przypadkach minimalny wzór jest zgodny z wzorem cząsteczkowym. W cząsteczce pojawiają się rzeczywiste liczby różnych pierwiastków tworzących związek chemiczny; tak jest na przykład w przypadku kwasu siarkowego (H ₂ SO ₄ ).

Ale w innych przypadkach nie ma zbieżności wzoru minimum i wzoru cząsteczkowego; Tak jest w przypadku benzenu: wzór minimum to CH, a jego wzór cząsteczkowy to C ₆ H ₆ .

Jak uzyskać formułę minimum?

Pierwszy krok

Znajdź gramy każdego pierwiastka obecnego w związku. Ponieważ są one zwykle wyrażane jako procent masy związku, należy dokonać prostego obliczenia w celu przekształcenia procentów masowych na masę pierwiastków.

Drugi krok

Uzyskuje się względną liczbę atomów różnych pierwiastków tworzących związek chemiczny. Aby to zrobić, masa każdego pierwiastka, wyrażona w gramach, jest podzielona przez jego masę atomową.

Niektórzy autorzy wolą nazywać względną liczbę atomów liczbą moli atomów pierwiastków wchodzących w skład związku chemicznego.

Trzeci krok

Uzyskanie minimalnej ilości wyrażonej w liczbach całkowitych każdego z atomów obecnych w związku chemicznym.

Aby znaleźć te wartości, podziel względne liczby każdego atomu obecnego w związku przez minimalną względną wartość liczbową, jaką atom ma w związku chemicznym.

W przypadku gdy wartość minimalnego udziału atomu nie jest liczbą całkowitą bez miejsc po przecinku, wszystkie wartości minimalnego udziału należy pomnożyć przez liczbę; w taki sposób, że pozwala to osiągnąć, aby wszystkie wartości minimalnego udziału były liczbami całkowitymi.

Na przykład, jeśli wartość minimalnego udziału atomu związku chemicznego wynosi 2,5, wszystkie wartości minimalnego udziału każdego z obecnych atomów muszą zostać pomnożone przez 2. Tak więc wszystkie wartości minimalnego udziału będą wynosić tylko liczby całkowite.

Czwarty krok

Napisz minimalny wzór związku. Wartości minimalnej proporcji dla atomów różnych pierwiastków zostaną umieszczone jako dolne indeksy symboli chemicznych pierwiastków, aby zapisać minimalny wzór.

Minimalne przykłady formuł

Woda i dwutlenek węgla

Większość związków chemicznych ma wzory zarówno minimalne, jak i molekularne. Zatem wzór na wodę (H ₂ O) to wzór minimalny; ale jest to również wzór cząsteczkowy. To samo dotyczy wzoru na dwutlenek węgla (CO ₂ ).

Tlenki zasadowe i kwasowe

Tlenki zasadowe i kwasowe to związki chemiczne, które mają wzory chemiczne, z kilkoma wyjątkami, które są zarówno wzorami minimalnymi, jak i cząsteczkowymi. Ta sama sytuacja występuje w przypadku wodorotlenków i kwasów, z wyjątkiem niektórych kwasów karboksylowych.

Kwas octowy

Kwasy karboksylowe, które mają parzystą liczbę atomów węgla w swoim składzie, mają osobno minimalny wzór i wzór cząsteczkowy. Na przykład kwas octowy ma wzór cząsteczkowy (C ₂ H ₄ O ₂ ); ale ma też minimalny wzór (CH ₂ O).

Kwas masłowy

Kwas masłowy ma również wzór cząsteczkowy (C ₄ H ₈ O ₂ ) i minimalny wzór (C ₂ H ₄ O).

Glikol etylenowy

Inne związki organiczne mają oba typy wzorów chemicznych; tak jest w przypadku glikolu etylenowego, który ma wzór cząsteczkowy (C ₂ H ₆ O ₂ ) i minimalny wzór (CH ₃ O).

Benzen

Benzen, związek aromatyczny, ma wzór cząsteczkowy (C ₆ H ₆ ) i minimalny wzór (CH).

Glukoza

Glukoza ma wzór cząsteczkowy (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) i minimalny wzór (CH ₂ O).

Rozwiązane ćwiczenia

- Ćwiczenie 1

Glikol etylenowy jest związkiem stosowanym jako środek przeciw zamarzaniu, ma masę cząsteczkową 62,1 g / mol i procentowy skład wagowy:

C: 38%,

W: 9,7%

O: 51,16%.

Pierwszy krok

Wyraź procenty masowe pierwiastków w ich masach w gramach. W tym celu jako odniesienie przyjmuje się masę cząsteczkową glikolu etylenowego. Jeśli jest to 62,1 grama na mol, 38% składa się z węgla. I tak dalej z innymi elementami:

Masa węgla = 62,1 g (38/100)

= 23,6 g

Masa wodoru = 62,1 g (9,7 / 100)

= 6,024 g

Masa tlenu = 62,1 g (51,16 / 100)

= 31,77 g

Drugi krok

Oblicz względną liczbę każdego obecnego atomu (NRA) lub liczbę moli każdego atomu. Aby to zrobić, masa każdego pierwiastka chemicznego jest podzielona przez jego masę atomową.

NRA (C) = 23,6 g / 12 g

= 1,97

Można go zaokrąglić do 2.

NRA (H) = 6,024 g / 1 g

= 6,024

Można go zaokrąglić do 6.

NRA (O) = 31,77 g / 16 g

= 1,985

Można go zaokrąglić do 2.

Trzeci krok

Oblicz minimalny stosunek liczby całkowitej elementów związku (PMNE). Aby to zrobić, podziel każdą z wartości atomowych liczb względnych (NRA) przez najmniejszą z nich. W tym przypadku 2.

PMNE (C) = 2/2

= 1

PMNE (H) = 6/2

= 3

PMNE (O) = 2/2

= 1

Czwarty krok

Napisz minimalny wzór dla glikolu etylenowego:

CH ₃ O

Jak widać, wartości uzyskane w kroku 3 są indeksami dolnymi elementów związku.

- Ćwiczenie 2

Kwas octowy ma masę cząsteczkową 60 g / mol i następujący skład w procentach masowych:

C: 40%

W: 6,67%

Lub: 53,33%

Uzyskaj minimalną formułę związku.

Pierwszy krok

Zamień procenty masowe pierwiastków na ich masy wyrażone w gramach:

Masa węgla = 60 g (40/100)

= 24 g

Masa wodoru = 60 g (6,67 / 100)

= 4 g

Masa tlenu = 60 g (53,33 / 100)

= 32 g

Drugi krok

Oblicz względną liczbę atomów (NRA) związku. Aby to zrobić, masy pierwiastków są podzielone przez ich masy atomowe:

NRA (C) = 24 g / 12 g

= 2

NRA (H) = 4 g / 1 g

= 4

NRA (O) = 32 g / 16 g

= 2

Trzeci krok

Uzyskać minimalny stosunek liczby całkowitej elementów złożonych (PMNE). Aby to zrobić, wartości NRA elementów są dzielone przez najniższą wartość NRA, jaką ma element:

PMNE (C) = 2/2

= 1

PMNE (H) = 4/2

= 2

PMNE (O) = 2/2

= 1

Czwarty krok

Napisz minimalny wzór na kwas octowy:

CH ₂ O

Indeksami dolnymi związku są wartości uzyskane z PMNE.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27 sierpnia 2019). Wzór empiryczny: definicja i przykłady. Odzyskany z: thinkco.com
3. Wikipedia. (2020). Wzór empiryczny. Odzyskane z: en.wikipedia.org
4. Chemistry LibreTexts. (03 lipca 2019). Obliczanie wzorów empirycznych dla związków. Odzyskane z: chem.libretexts.org
5. Nicola McDougal. (2020). Wzór empiryczny: definicja, kroki i przykłady. Badanie. Odzyskany z: study.com