Si të përcaktoni formulat empirike dhe molekulare
Në kimi, të kuptuarit e përbërjes së një përbërjeje është një hap themelor në njohjen e vetive, reaktivitetit dhe madje edhe mënyrës se si përgatitet. Dy koncepte të rëndësishme që lindin shpesh në mësimet e kimisë janë formulat empirike dhe formulat molekulare. Ndërsa të dyja janë "formula" për një përbërje, ato kanë kuptime të ndryshme. Një formulë empirike tregon raportin më të thjeshtë të numrit të atomeve përbërës, ndërsa një formulë molekulare tregon numrin aktual të atomeve në një molekulë. Ky artikull diskuton se si të përcaktohen në mënyrë sistematike të dyja, të plotësuara me hapa llogaritjeje dhe shembuj.
-
1. Kuptimi i formulave empirike
Një formulë empirike është një formulë kimike që shpreh raportin më të thjeshtë (numrin më të vogël të plotë) të atomeve në një përbërje. Kjo formulë nuk është gjithmonë e njëjtë me formulën molekulare.
Shembull:
– Përbërja glukozë ka formulën molekulare C₆H₁₂O₆, por formula e saj empirike është CH₂O (sepse të gjithë indekset janë të plotpjesëtueshëm me 6).
Formulat empirike janë shumë të dobishme kur të dhënat e disponueshme janë përqindje masive të elementeve ose rezultate të analizës elementare, sepse përqindjet masive reduktohen më lehtë në raporte molare.
-
2. Kuptimi i formulave molekulare
Formula molekulare tregon numrin aktual të atomeve të secilit element në një molekulë të një përbërjeje. Formula molekulare zakonisht është një shumëfish i formulës empirike.
Marrëdhënia midis të dyve:
– Formula molekulare = (Formula empirike) × n
– ku n është një numër i plotë (1, 2, 3, etj.)
Nëse n = 1, atëherë formula molekulare është e njëjtë me formulën empirike.
-
3. Të dhënat e kërkuara
Për të përcaktuar formulën empirike dhe formulën molekulare, zakonisht është e nevojshme:
1. Përbërja elementare, për shembull:
– përqindja në masë e secilit element (p.sh. C = 40%, H = 6,7%, O = 53,3%)
– ose masa e elementeve në mostër
2. Mr (masa molekulare relative) ose masa molare e përbërjes (për të përcaktuar formulën molekulare)
Pa Z., ne mund të përcaktojmë vetëm formulën empirike.
-
4. Hapat për të përcaktuar formulën empirike
Ja hapat e përgjithshëm që mund të përdoren për pothuajse të gjitha pyetjet:
Hapi 1: Supozoni se masa totale është 100 gram (nëse të dhënat janë përqindje)
Nëse përbërja jepet në përqindje mase, supozohet një mostër prej 100 g. Atëherë:
– përqindja e masës = gram në masë
Shembull: 40% C do të thotë 40 g C në 100 g të përbërjes.
Hapi 2: Konvertoni masën e secilit element në mole
Përdorni formulën:
– mol = masë (g) ÷ Ar
Ar është masa atomike relative (p.sh. C = 12, H = 1, O = 16, N = 14, etj.)
Hapi 3: Përcaktoni raportin më të thjeshtë molar
Pjesëtoni të gjitha vlerat e molit me vlerën më të vogël të molit. Qëllimi është që raporti të jetë afër një numri të plotë.
Hapi 4: Nëse raporti nuk është një numër i plotë, shumëzojeni atë me një faktor të caktuar.
Ndonjëherë rezultati i pjesëtimit prodhon numra si:
– 1 : 1,5 : 1 → shumëzo 2 për të bërë 2 : 3 : 2
– 1 : 1,33 : 1 → shumëzo 3 për të bërë 3 : 4 : 3
– 1 : 1,25 : 1 → shumëzo 4 për të bërë 4 : 5 : 4
Pasi të bëhet numër i plotë, ky është indeksi i formulës empirike.
-
5. Shembull i Përcaktimit të Formulave Empirike
Pyetje: Një përbërës përbëhet nga 40% C, 6,7% H dhe 53,3% O. Përcaktoni formulën e tij empirike.
Zgjidhja:
1) Konsideroni 100 g të përbërjes:
– C = 40 g
– H = 6,7 g
– O = 53,3 g
2) Konvertoni në mole:
– mol C = 40/12 = 3,33
– mol H = 6,7/1 = 6,7
– mol O = 53,3/16 = 3,33
3) Pjesëtoni me molin më të vogël (3,33):
– C: 3,33/3,33 = 1
– H: 6,7/3,33 ≈ 2,01 ≈ 2
– O: 3,33/3,33 = 1
Raporti është 1:2:1 → formula empirike = CH₂O.
-
6. Si të përcaktohet formula molekulare
Pasi të merret formula empirike, formula molekulare mund të përcaktohet nëse dihet masa molare e përbërjes.
Hapi 1: Llogaritni masën e formulës empirike (Mr empirike)
Empirik Mr = shuma (Ar × indeksi) për të gjitha atomet në formulën empirike.
Hapi 2: Përcaktoni vlerën e n
Përdorim:
– n = (Mr i përbërjes aktuale) ÷ (Mr i përbërjes empirike)
Vlera e n duhet të jetë një numër i plotë.
Hapi 3: Shumëzoni të gjithë indekset në formulën empirike me n
Rezultati është një formulë molekulare.
-
7. Shembull i Përcaktimit të Formulës Molekulare
Pyetje: Një përbërës ka formulën empirike CH₂O dhe një masë molare prej 180 g/mol. Përcaktoni formulën e tij molekulare.
Zgjidhja:
1) Llogaritni Mr CH₂O empirik:
– C = 12
– H₂ = 2 × 1 = 2
– O = 16
Totali = 12 + 2 + 16 = 30 g/mol
2) Llogaritni n:
– n = 180 ÷ 30 = 6
3) Formula molekulare:
– (CH₂O) × 6 = C₆H₁₂O₆
Pra, formula molekulare është C₆H₁₂O₆.
-
8. Këshilla për të shmangur gabimet e zakonshme
1. Përdorni Ar-në saktë dhe të qëndrueshme. Një gabim i vogël në pjesëtim mund ta ndryshojë raportin.
2. Kur përcaktoni raportin, rrumbullakoseni atë logjikisht: 1,99 ≈ 2; 3,01 ≈ 3.
3. Nëse shihni një thyesë si 1,5 ose 1,25, mos e rrumbullakosni menjëherë; shumëzoni të gjitha raportet për të formuar një numër të plotë.
4. Sigurohuni që vlera e n për formulën molekulare është një numër i plotë. Nëse nuk është një numër i plotë, kontrolloni dy herë llogaritjen e molit ose të Mr.
5. Mbani mend: formula empirike është forma më e thjeshtë, ndërsa formula molekulare mund të jetë "më e madhe" si shumëfish.
-
9. Kesimpulan
Përcaktimi i formulave empirike dhe molekulare është një aftësi thelbësore në kimi sepse ndihmon në zbulimin e identitetit dhe përbërjes së komponimeve. Formulat empirike merren nga raporti molar i elementeve në formën e tyre më të thjeshtë, ndërsa formulat molekulare përcaktohen duke shumëzuar formulën empirike me një faktor n, të nxjerrë nga raporti i masës molare të komponimit me masën e formulës empirike. Me praktikë të vazhdueshme dhe përpunim të kujdesshëm të të dhënave të masës dhe molit, procesi i përcaktimit të këtyre dy formulave do të bëhet më i lehtë dhe më i shpejtë.
Nëse dëshironi, mund të shtoj 2-3 pyetje praktike me shpjegime për të forcuar të kuptuarit.
