Чӣ тавр формулаҳои эмпирикӣ ва молекулавиро муайян кардан мумкин аст
Дар химия, фаҳмидани таркиби пайвастагӣ як қадами асосӣ дар шинохти хосиятҳо, реактивӣ ва ҳатто тарзи тайёр кардани он мебошад. Ду мафҳуми муҳиме, ки дар дарсҳои химия зуд-зуд ба миён меоянд, формулаҳои эмпирикӣ ва формулаҳои молекулавӣ мебошанд. Гарчанде ки ҳарду "формулаҳо"-и пайвастагӣ мебошанд, онҳо маъноҳои гуногун доранд. Формулаи эмпирикӣ соддатарин таносуби шумораи атомҳои таркибро нишон медиҳад, дар ҳоле ки формулаи молекулавӣ шумораи воқеии атомҳоро дар молекула нишон медиҳад. Дар ин мақола тарзи муайян кардани ҳарду ба таври систематикӣ, бо қадамҳои ҳисобкунӣ ва мисолҳо баррасӣ мешавад.
-
1. Фаҳмидани формулаҳои эмпирикӣ
Формулаи эмпирикӣ формулаи кимиёвӣ аст, ки соддатарин (хурдтарин адади бутун)-и таносуби атомҳоро дар пайвастагӣ ифода мекунад. Ин формула на ҳамеша бо формулаи молекулавӣ якхела аст.
Конто:
– Глюкозаи мураккаб формулаи молекулавии C₆H₁₂O₆ дорад, аммо формулаи эмпирикии он CH₂O аст (зеро ҳамаи индексҳо ба 6 тақсим мешаванд).
Формулаҳои эмпирикӣ вақте хеле муфиданд, ки маълумоти мавҷуда фоизи массаи унсурҳо ё натиҷаҳои таҳлили элементҳо бошанд, зеро фоизи массаро ба осонӣ ба таносуби молҳо кам кардан мумкин аст.
-
2. Фаҳмидани формулаҳои молекулавӣ
Формулаи молекулавӣ шумораи воқеии атомҳои ҳар як унсурро дар молекулаи пайвастагӣ нишон медиҳад. Формулаи молекулавӣ одатан зарби формулаи эмпирикӣ аст.
Муносибати байни ин ду:
– Формулаи молекулавӣ = (Формулаи эмпирикӣ) × n
– ки дар он n адади бутун аст (1, 2, 3 ва ғайра)
Агар n = 1 бошад, пас формулаи молекулавӣ бо формулаи эмпирикӣ якхела аст.
-
3. Маълумоти зарурӣ
Барои муайян кардани формулаи эмпирикӣ ва формулаи молекулавӣ, одатан зарур аст:
1. Таркиби унсурӣ, масалан:
– фоизи массаи ҳар як унсур (масалан, C = 40%, H = 6,7%, O = 53,3%)
– ё массаи унсурҳо дар намуна
2. Mr (массаи нисбии молекулавӣ) ё массаи молярии пайвастагӣ (барои муайян кардани формулаи молекулавӣ)
Бе ҷаноби мо танҳо формулаи эмпирикӣ муайян карда метавонем.
-
4. Қадамҳо барои муайян кардани формулаи эмпирикӣ
Инҳо қадамҳои умумие мебошанд, ки қариб барои ҳама гуна саволҳо истифода бурдан мумкин аст:
Қадами 1: Фарз кунед, ки массаи умумӣ 100 грамм аст (агар маълумот фоиз бошад)
Агар таркиб бо фоизи масса дода шуда бошад, намунаи 100 г-ро фарз кунед. Пас:
– фоизи масса = грамм масса
Мисол: 40% C маънои 40 г C дар 100 г пайвастагиро дорад.
Қадами 2: Массаи ҳар як элементро ба молҳо табдил диҳед
Формуларо истифода баред:
– мол = масса (г) ÷ Ar
Ar массаи атомии нисбӣ аст (масалан, C = 12, H = 1, O = 16, N = 14 ва ғайра).
Қадами 3: Муайян кардани оддитарин таносуби мол
Ҳамаи арзишҳои молро ба хурдтарин арзиши мол тақсим кунед. Ҳадаф ин аст, ки таносубро ба адади бутун наздик кунед.
Қадами 4: Агар таносуб адади бутун набошад, онро ба омили муайян зарб кунед.
Баъзан натиҷаи тақсимкунӣ рақамҳоеро ба вуҷуд меорад, ба монанди:
– 1 : 1,5 : 1 → зарби 2 ба 2 : 3 : 2 табдил меёбад
– 1 : 1,33 : 1 → зарби 3 ба 3 : 4 : 3 табдил меёбад
– 1 : 1,25 : 1 → зарби 4 ба 4 : 5 : 4 табдил меёбад
Вақте ки он ба адади бутун табдил меёбад, ин индекси формулаи эмпирикӣ аст.
-
5. Намунаи муайян кардани формулаҳои эмпирикӣ
Савол: Як пайвастагӣ аз 40% C, 6,7% H ва 53,3% O иборат аст. Формулаи эмпирикии онро муайян кунед.
Ҳалли масъала:
1) 100 г пайвастагиро ба назар гиред:
– C = 40 г
– Н = 6,7 г
– O = 53,3 г
2) Табдил додан ба холҳо:
– мол C = 40/12 = 3,33
– мол H = 6,7/1 = 6,7
– мол O = 53,3/16 = 3,33
3) Ба хурдтарин хол (3,33) тақсим кунед:
– C: 3,33/3,33 = 1
– H: 6,7/3,33 ≈ 2,01 ≈ 2
– O: 3,33/3,33 = 1
Таносуб 1:2:1 → формулаи эмпирикӣ = CH₂O аст.
-
6. Чӣ тавр формулаи молекулавиро муайян кардан мумкин аст
Пас аз ба даст овардани формулаи эмпирикӣ, формулаи молекулавиро муайян кардан мумкин аст, агар массаи молярии пайвастагӣ маълум бошад.
Қадами 1: Массаи формулаи эмпирикӣ (Mr emprical)-ро ҳисоб кунед
Ҷамъи Mr = ҷамъ (Ar × индекс) барои ҳамаи атомҳо дар формулаи эмпирикӣ.
Қадами 2: Арзиши n-ро муайян кунед
Истифода:
– n = (Ҷаноби пайвастагии воқеӣ) ÷ (Ҷаноби эмпирикӣ)
Қимати n бояд адади бутун бошад.
Қадами 3: Ҳамаи индексҳоро дар формулаи эмпирикӣ ба n зарб кунед
Натиҷа формулаи молекулавӣ аст.
-
7. Намунаи муайян кардани формулаи молекулавӣ
Савол: Як пайвастагӣ формулаи эмпирикии CH2O ва массаи молярии он 180 г/мол дорад. Формулаи молекулавии онро муайян кунед.
Ҳалли масъала:
1) Ҷаноби CH₂O-ро ҳисоб кунед:
– C = 12
– H₂ = 2 × 1 = 2
– О = 16
Ҷамъ = 12 + 2 + 16 = 30 г/мол
2) n-ро ҳисоб кунед:
– n = 180 ÷ 30 = 6
3) Формулаи молекулавӣ:
– (CH₂O) × 6 = C₆H₁₂O₆
Пас, формулаи молекулавии он C₆H₁₂O₆ аст.
-
8. Маслиҳатҳо барои пешгирӣ аз хатогиҳои маъмулӣ
1. Ar-и дуруст ва мувофиқро истифода баред. Хатои ночиз дар тақсим метавонад таносубро тағйир диҳад.
2. Ҳангоми муайян кардани таносуб, онро ба таври мантиқӣ мудаввар кунед: 1,99 ≈ 2; 3,01 ≈ 3.
3. Агар шумо касреро ба монанди 1,5 ё 1,25 бинед, онро фавран мудаввар накунед; ҳамаи нисбатҳоро зарб кунед, то адади бутун ҳосил шавад.
4. Боварӣ ҳосил кунед, ки арзиши n барои формулаи молекулавӣ адади бутун аст. Агар он адади бутун набошад, ҳисобкунии мол ё ҷаноби онро дубора санҷед.
5. Дар хотир доред: формулаи эмпирикӣ шакли соддатарин аст, дар ҳоле ки формулаи молекулавӣ метавонад ҳамчун зарб "калонтар" бошад.
-
9. Кесимпулан
Муайян кардани формулаҳои эмпирикӣ ва молекулавӣ як маҳорати муҳим дар химия аст, зеро он ба ошкор кардани ҳувият ва таркиби пайвастагиҳо мусоидат мекунад. Формулаҳои эмпирикӣ аз таносуби молии унсурҳо дар шакли соддатарини онҳо ба даст оварда мешаванд, дар ҳоле ки формулаҳои молекулавӣ бо роҳи зарб кардани формулаи эмпирикӣ ба омили n, ки аз таносуби массаи молярии пайвастагӣ ба массаи формулаи эмпирикӣ ба даст оварда шудааст, муайян карда мешаванд. Бо амалияи мунтазам ва коркарди бодиққати маълумоти масса ва мол, раванди муайян кардани ин ду формула осонтар ва тезтар мешавад.
Агар хоҳед, ман метавонам 2-3 саволи машқӣ бо тавзеҳот илова кунам, то фаҳмишро тақвият диҳам.
