Come Determinare una Formula Empirica

Osserva i dati. Se ti vengono elencati gli elementi di un composto con valori percentuali invece che in grammi, dovresti assumere che stai lavorando con 100 g esatti di sostanza.

• Di seguito trovi i passaggi da rispettare nel caso l'ipotesi descritta in precedenza sia vera. Se viene invece fornita la composizione in grammi, passa alla sezione "con le Masse".
• Esempio: determina la formula minima di una sostanza composta da 29,3% di Na (sodio), 41,1% di S (zolfo) e 29,6% di O (ossigeno).

Determina la massa in grammi per ciascun elemento. Partendo dall'ipotesi che tu stia lavorando con 100 g di sostanza ignota, puoi stabilire che il numero di grammi di ciascun elemento corrisponde a quello percentuale citato dal problema.

• Esempio: per 100 g di composto sconosciuto ci sono 29,3 g di Na, 41,1 g di S e 29,6 g di O.

Converti la massa di ogni elemento in moli. A questo punto, hai bisogno che tale valore sia espresso in moli e per farlo devi moltiplicarlo per il rapporto molare del rispettivo peso atomico.

• In parole semplici, devi dividere ciascuna massa per il peso atomico dell'elemento.
• Ricorda che i pesi atomici usati per questi calcoli devono essere espressi con almeno quattro cifre significative.
• Esempio: per il composto di 29,3 g Na, 41,1 g S e 29,6 g O:
  • 29,3 g Na * (1 mol S / 22,9 g Na) = 1,274 mol Na;
  • 41,1 g S * (1 mol S / 32,06 g S) = 1,282 mol S;
  • 29,6 g O * (1 mol O / 16,00 g O) = 1,850 mol O.

Dividi ciascun numero di moli per quello minore. Devi procedere a un confronto stechiometrico fra gli elementi presenti nella sostanza, il che significa che devi calcolare la quantità di ogni atomo in rapporto agli altri che compongono la sostanza; per farlo, dividi ciascun numero di moli per quello minore.

• Esempio: il numero minore di moli presente nella sostanza corrisponde a 1,274 (quello del Na, sodio).
  • 1,274 mol Na / 1,274 mol = 1,000 Na;
  • 1,282 mol S / 1,274 mol = 1,006 S;
  • 1,850 mol O / 1,274 mol = 1,452 O.

Moltiplica i rapporti per trovare il numero intero più vicino. La quantità di moli presenti per ciascun elemento potrebbe non corrispondere a un numero intero; nei casi in cui si tratti di piccole quantità nell'ordine di grandezza dei decimi, questo dettaglio non rappresenta un problema. Quando però il valore si discosta di più, dovresti moltiplicare il rapporto per arrotondarlo al primo numero intero.

• Se un elemento ha un rapporto vicino a 0,5, moltiplica ogni elemento per 2; allo stesso modo, se uno dei rapporti è vicino a 0,25, moltiplicali tutti per 4.
• Esempio: dato che la quantità di ossigeno (O) è prossima a 1,5, devi moltiplicare ogni numero per 2 per arrotondare quello dell'ossigeno a un numero intero.
  • 1,000 Na * 2 = 2,000 Na;
  • 1,006 S * 2 = 2,012 S;
  • 1,452 O * 2 = 2,904 O.

Arrotonda i dati al primo numero intero. Anche dopo la moltiplicazione appena descritta, la quantità di moli ottenuta potrebbe essere ancora rappresentata da un valore decimale; dato che in una formula empirica non compaiono numeri decimali, devi procedere a un arrotondamento.

• Esempio: per i rapporti calcolati in precedenza:
  • 2,000 Na possono essere scritti come 2 Na;
  • 2,012 S possono essere scritti come 2 S;
  • 2,904 O possono essere scritti come 3 O.

Scrivi la risposta finale. Traduci i rapporti fra gli elementi nel formato standard che si utilizza per la formula minima. La quantità molecolare per ciascun elemento dovrebbe essere apposta come pedice dopo ciascun simbolo chimico (quando il numero è maggiore di 1).

• Esempio: per il composto che contiene 2 parti di Na, 2 di S e 3 di O, la formula minima è: Na₂S₂O₃.