МІНІМАЛЬНА ФОРМУЛА: ЯК ОТРИМАТИ МІНІМАЛЬНУ ФОРМУЛУ, ПРИКЛАДИ ТА ВПРАВИ - ХІМІЯ - 2025

Мінімум або Емпірична формула є вираженням тієї пропорції , в яких атоми різних елементів, що становлять хімічна сполука присутні. Таким чином, мінімальна формула є найпростішим представленням хімічної сполуки. Ось чому він «мінімальний».

Мінімальна формула не виражає кількість атомів різних елементів, що складають хімічну сполуку; але пропорція, в якій ці атоми поєднуються для отримання хімічної сполуки.

Ця мінімальна формула просто показує, що сполука має рівну кількість атомів вуглецю та кисню та вдвічі більше атомів водню. Джерело: Габріель Болівар.

Мінімальну формулу називають також емпіричною формулою, оскільки вона отримана в результаті експерименту; тобто це пов’язано з досвідом. Експериментальне спостереження дозволило зробити висновок, що два атоми водню поєднуються з одним атомом водню, утворюючи воду (H ₂ O).

У багатьох випадках мінімальна формула відповідає молекулярній формулі. У молекулярній частині з’являються реальні кількості різних елементів, що складають хімічну сполуку; такий випадок, наприклад, сірчаної кислоти (H ₂ SO ₄ ).

Але в інших випадках немає збігу мінімальної формули та молекулярної формули; Такий випадок бензолу: мінімальна формула - СН, тоді як молекулярна формула - C ₆ H ₆ .

Як отримати формулу мінімуму?

Перший крок

Знайдіть грами кожного елемента, присутні в сполуці. Оскільки вони, як правило, виражаються у відсотках від маси сполуки, для перетворення масових відсотків у масу елементів необхідно зробити простий розрахунок.

Другий крок

Отримано відносну кількість атомів різних елементів, що складають хімічну сполуку. Для цього маса кожного елемента, виражена в грамах, ділиться на його атомну масу.

Деякі автори вважають за краще називати відносну кількість атомів, як кількість молей атомів елементів, що входять до складу хімічної сполуки.

Третій крок

Отримання мінімальної пропорції, вираженої цілими числами, кожного з атомів, присутніх у хімічній сполуці.

Щоб знайти ці значення, розділіть відносні числа кожного атома, присутніх у сполуці, на мінімальне відносне числове значення, яке має атом у хімічній сполуці.

У випадку, якщо значення мінімальної частки атома не є цілим числом без десятків, всі значення мінімальної пропорції повинні бути помножені на число; таким чином, що дозволяє досягти того, що всі значення мінімальної пропорції є цілими числами.

Наприклад, якщо значення мінімальної частки атома хімічної сполуки дорівнює 2,5, усі значення мінімальної частки кожного з присутніх атомів повинні бути помножені на 2. Таким чином, усі значення мінімальної пропорції будуть лише цілі числа.

Четвертий крок

Напишіть мінімальну формулу сполуки. Значення мінімальної пропорції для атомів різних елементів будуть розміщені як підписи хімічних символів елементів для написання мінімальної формули.

Мінімальні приклади формул

Вода та вуглекислий газ

Більшість хімічних сполук мають формули, як мінімальні, так і молекулярні. Таким чином, формула води (H ₂ O) є мінімальною формулою; але це також молекулярна формула. Те саме стосується формули вуглекислого газу (CO ₂ ).

Основні та кислотні оксиди

Основні та кислотні оксиди - це хімічні сполуки, які мають хімічні формули, за кількома винятками, які є як мінімальними, так і молекулярними формулами. Така ж ситуація має місце і з гідроксидами та кислотами, за винятком деяких карбонових кислот.

Оцтова кислота

Карбонові кислоти, що мають парне число атомів вуглецю у своєму складі, мають окремо мінімальну формулу і молекулярну формулу. Оцтова кислота, наприклад, має молекулярну формулу (C ₂ H ₄ O ₂ ); але вона також має мінімальну формулу (CH ₂ O).

Масляна кислота

Масляна кислота також має молекулярну формулу (C ₄ H ₈ O ₂ ) і мінімальну формулу (C ₂ H ₄ O).

Етиленгліколь

Інші органічні сполуки мають обидва типи хімічних формул; такий випадок етиленгліколю, який має молекулярну формулу (C ₂ H ₆ O ₂ ) і мінімальну формулу (CH ₃ O).

Бензол

Бензол, ароматична сполука, має молекулярну формулу (C ₆ H ₆ ) і мінімальну формулу (CH).

Глюкоза

Глюкоза має молекулярну формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) і мінімальну формулу (CH ₂ O).

Розв’язані вправи

- Вправа 1

Етиленгліколь - це сполука, яка використовується як антифриз, має молекулярну масу 62,1 г / моль та відсотковий склад у масовій формі:

C: 38%,

H: 9,7%

O: 51,16%.

Перший крок

Виразіть масові відсотки елементів у їх масі в грамах. Для цього молекулярну масу етиленгліколю приймають за орієнтир. Якщо це 62,1 грама на моль, 38% його складається з вуглецю. І так далі з іншими елементами:

Маса вуглецю = 62,1 г (38/100)

= 23,6 р

Маса водню = 62,1 г (9,7 / 100)

= 6,024 р

Маса кисню = 62,1 г (51,16 / 100)

= 31,77 р

Другий крок

Обчисліть відносну кількість кожного присутніх атомів (NRA) або кількість молей кожного атома. Для цього маса кожного хімічного елемента ділиться на його атомну масу.

NRA (C) = 23,6 г / 12 г

= 1,97

Його можна округлити до 2.

NRA (H) = 6,024 г / 1 г

= 6.024

Його можна округлити до 6.

NRA (O) = 31,77 г / 16 г

= 1,985

Його можна округлити до 2.

Третій крок

Обчисліть мінімальне ціле число число елементів сполуки (ПМНЕ). Для цього розділіть кожне із значень відносних атомних чисел (NRA) на найменше значення цього. У цьому випадку 2.

PMNE (C) = 2/2

= 1

PMNE (H) = 6/2

= 3

PMNE (O) = 2/2

= 1

Четвертий крок

Напишіть мінімальну формулу етиленгліколю:

CH ₃ O

Як видно, значення, отримані на етапі 3, є примірниками елементів сполуки.

- Вправа 2

Оцтова кислота має молекулярну масу 60 г / моль і наступний масовий відсотковий склад:

C: 40%

H: 6,67%

Або: 53,33%

Отримайте мінімальну формулу сполуки.

Перший крок

Перетворіть масові відсотки елементів у їхні маси, виражені в грамах:

Вуглецева маса = 60 г (40/100)

= 24 гр

Маса водню = 60 г (6,67 / 100)

= 4 гр

Маса кисню = 60 г (53,33 / 100)

= 32 гр

Другий крок

Обчисліть відносну кількість атомів (NRA) сполуки. Для цього маси елементів діляться на їх атомні маси:

NRA (C) = 24 г / 12 г

= 2

NRA (H) = 4 г / 1 г

= 4

NRA (O) = 32 г / 16 г

= 2

Третій крок

Отримайте мінімальне ціле число співвідношення елементів сполуки (PMNE). Для цього значення NRA елементів діляться на найменше значення NRA, яке має елемент:

PMNE (C) = 2/2

= 1

PMNE (H) = 4/2

= 2

PMNE (O) = 2/2

= 1

Четвертий крок

Напишіть мінімальну формулу оцтової кислоти:

CH ₂ O

Аплікації сполуки - це значення, отримані від PMNE.

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (27 серпня 2019 р.). Емпірична формула: визначення та приклади. Відновлено з: thinkco.com
3. Вікіпедія. (2020). Емпірична формула. Відновлено з: en.wikipedia.org
4. Хімія LibreTexts. (03 липня 2019 р.). Обчислення емпіричних формул для сполук. Відновлено з: chem.libretexts.org
5. Нікола Макдугал. (2020). Емпірична формула: визначення, кроки та приклади. Вивчення. Відновлено з: study.com