Come Trovare la Formula Molecolare

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

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

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

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

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

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.

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.

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

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

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

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

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

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.

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.