Công thức phân tử là thông tin quan trọng đối với bất kỳ hợp chất hóa học nào. Công thức phân tử cho biết những gì nguyên tử tạo nên một hợp chất và số lượng nguyên tử. Bạn phải biết công thức thực nghiệm để tính công thức phân tử, và bạn phải biết rằng công thức phân tử là bội số nguyên của công thức thực nghiệm.
Bươc chân
Phần 1/3: Lấy công thức phân tử từ công thức thực nghiệm
Bước 1. Biết mối quan hệ giữa công thức phân tử và công thức thực nghiệm
Công thức thực nghiệm cho thấy tỷ lệ nguyên tử trong phân tử, ví dụ hai oxy cho mỗi carbon. Công thức phân tử cho biết số lượng từng nguyên tử tạo nên phân tử. Ví dụ, một carbon và hai oxy (carbon dioxide). Hai công thức này có mối quan hệ so sánh (ở dạng số nguyên) nên công thức thực nghiệm sẽ trở thành công thức phân tử khi nhân với tỉ số.
Bước 2. Tính số mol khí
Điều này có nghĩa là sử dụng định luật khí lý tưởng. Bạn có thể tìm số mol dựa trên áp suất, thể tích và nhiệt độ thu được từ dữ liệu thực nghiệm. Số mol có thể được tính theo công thức sau: n = PV / RT.
- Trong công thức này, là số mol, P là áp lực, V là âm lượng, NS là nhiệt độ ở Kelvin, và NS là hằng số chất khí.
- Ví dụ: n = PV / RT = (0,984 atm * 1 L) / (0,08206 L atm mol-1 K-1 * 318, 15 K) = 0,0377 mol
Bước 3. Tính khối lượng phân tử của khí
Bước này chỉ có thể được thực hiện sau khi tìm được số mol của các khí thành phần bằng cách sử dụng định luật khí lý tưởng. Bạn cũng nên biết khối lượng của khí bằng gam. Sau đó, chia khối lượng của khí (gam) cho số mol khí để được khối lượng phân tử.
Ví dụ: 14,42 g / 0,0377 mol = 382,49 g / mol
Bước 4. Cộng khối lượng nguyên tử của tất cả các nguyên tử trong công thức thực nghiệm
Mỗi nguyên tử trong công thức thực nghiệm có khối lượng nguyên tử riêng. Giá trị này có thể được tìm thấy ở cuối lưới nguyên tử trong bảng tuần hoàn. Cộng các trọng lượng nguyên tử để có được trọng lượng theo công thức thực nghiệm.
Ví dụ: (12, 0107 g * 12) + (15, 9994 g * 1) + (1, 00794 g * 30) = 144, 1284 + 15, 9994 + 30, 2382 = 190, 366 g
Bước 5. Tìm tỉ số giữa khối lượng phân tử và công thức thực nghiệm
Để làm điều này, bạn có thể tìm kết quả của việc chia trọng lượng phân tử thực tế cho trọng lượng thực nghiệm. Biết kết quả của phép chia này cho phép bạn tìm ra kết quả của phép chia giữa công thức phân tử và công thức thực nghiệm. Số này phải là một số nguyên. Nếu so sánh không phải là một số nguyên, bạn phải làm tròn số đó.
Ví dụ: 382, 49/190, 366 = 2,009
Bước 6. Nhân công thức thực nghiệm với tỷ số
Nhân số nhỏ trong công thức thực nghiệm với tỷ lệ này. Phép nhân này thu được công thức phân tử. Lưu ý rằng đối với bất kỳ hợp chất nào có tỷ lệ "1", công thức thực nghiệm và công thức phân tử sẽ giống nhau.
Ví dụ: C12OH30 * 2 = C24O2H60
Phần 2/3: Tìm Công thức Thực nghiệm
Bước 1. Tìm khối lượng của mỗi nguyên tử cấu thành
Đôi khi, khối lượng của các nguyên tử cấu thành đã được biết trước hoặc dữ liệu sẽ được cung cấp dưới dạng phần trăm khối lượng. Trong trường hợp này, sử dụng một mẫu gồm 100 g hợp chất. Điều này cho phép bạn viết phần trăm khối lượng dưới dạng khối lượng thực tế bằng gam.
Ví dụ: 75, 46 g C, 8, 43 g O, 16, 11 g H
Bước 2. Quy đổi khối lượng sang mol
Bạn phải chuyển đổi khối lượng phân tử của mỗi nguyên tố thành số mol. Để làm điều này, bạn phải chia khối lượng phân tử cho khối lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố. Bạn có thể tìm thấy khối lượng nguyên tử ở cuối lưới nguyên tố trong bảng tuần hoàn.
-
Thí dụ:
- 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
Bước 3. Chia tất cả các giá trị số mol cho giá trị số mol nhỏ nhất
Bạn phải chia số mol của mỗi nguyên tố riêng biệt cho số mol nhỏ nhất của tất cả các nguyên tố tạo nên hợp chất. Để làm điều này, bạn có thể tìm tỷ lệ mol nhỏ nhất. Bạn có thể sử dụng tỷ lệ số mol nhỏ nhất vì phép tính này cho giá trị của nguyên tố không nhiều là “1” và dẫn đến tỷ lệ của các nguyên tố khác trong hợp chất.
-
Ví dụ: Oxi có số mol nhỏ nhất là 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
Bước 4. Làm tròn giá trị số mol của bạn thành một số nguyên
Những con số này sẽ là những con số nhỏ trong công thức thực nghiệm. Bạn nên làm tròn nó đến số nguyên gần nhất. Sau khi tra cứu những con số này, bạn có thể viết ra công thức thực nghiệm.
-
Ví dụ: Công thức thực nghiệm là C12OH30.
- 11, 83 = 12
- 1 = 1
- 30, 15 = 30
Phần 3/3: Tìm hiểu Công thức Hóa học
Bước 1. Hiểu công thức thực nghiệm
Công thức thực nghiệm cung cấp thông tin về tỷ lệ của nguyên tử này với nguyên tử khác trong phân tử. Công thức này không cung cấp thông tin chính xác về số nguyên tử tạo nên phân tử. Các công thức thực nghiệm cũng không cung cấp thông tin về cấu trúc và liên kết của các nguyên tử trong phân tử.
Bước 2. Biết thông tin cho bởi công thức phân tử
Giống như công thức thực nghiệm, công thức phân tử không cung cấp thông tin về liên kết và cấu trúc phân tử. Tuy nhiên, không giống như công thức thực nghiệm, công thức phân tử cung cấp thông tin chi tiết về số nguyên tử tạo nên phân tử. Công thức thực nghiệm và công thức phân tử có mối quan hệ so sánh với nhau (ở dạng số nguyên).
Bước 3. Hiểu về biểu diễn cấu trúc
Biểu diễn cấu trúc cung cấp nhiều thông tin chuyên sâu hơn so với công thức phân tử. Ngoài việc hiển thị số lượng nguyên tử tạo nên một phân tử, các biểu diễn cấu trúc cung cấp thông tin về các liên kết và cấu trúc của phân tử. Thông tin này rất quan trọng để hiểu cách phân tử sẽ phản ứng.
