분자식 대 경험적 공식

핵심 개념

이 튜토리얼에서는 경험적 및 분자 공식이 무엇인지, 분자식 대 경험적 공식의 차이점을 배웁니다. 또한 분자와 경험적 공식 사이를 전환하는 방법을 배웁니다. 마지막으로, 경험적 공식을 사용하여 데이터가 포함 된 분자 공식을 찾는 방법을 배웁니다.

다른 기사에서 다루는 주제

• 분자 / 화합물
• 화학 결합
• 구조 이성질체
• Composition
• 수율 백분율을 계산하는 방법

어휘

분자 :2 개 이상의 원자의 결합을 통해 형성된 화합물

n- 값 : 분자식을 얻기 위해 경험적 공식을 곱한 정수

분자식

분자식 주어진 분자에 존재하는 각 원자의 수를 나타냅니다. 본질적으로, 그것은 분자에서 발견되는 요소의 목록과 각각이 얼마나 많은지입니다.

분자식은 분자의 특성에 대한 유용한 정보를 제공 할 수 있습니다. 이름 옆에 간단한 분자를 설명하는 가장 일반적인 방법입니다.

분자 공식은 항상 전체 스토리를 보여주지는 않습니다. 분자에 정체성과 요소의 수를 나열하기 때문에 구조는 때때로 모호 할 수 있습니다. 일부 화합물은 동일한 분자 공식을 가지지 만 (의미는 동일한 양의 원자를 갖는다는 것을 의미하지만) 다르게 배열된다. 동일한 공식이지만 원자 사이의 다른 모양 또는 연결성을 가진 화합물을 이성질체라고합니다.

예 :

c ₆ H ₁₂ o ₆ → 과당, 포도당 및 갈락토스를 설명하는 데 사용되는 분자식.

n ₂ o ₄ → 테트 록 사이드 질소를 설명하는 데 사용되는 분자식

c ₅ H ₃ n ₃ → 시아 노피라진을 설명하는 데 사용되는 분자식

경험적 공식

경험적 공식 상대 을 나타냅니다 분자의 요소의 양. 이것은 때때로 분자식과 다르며, 이는 정확한 을 제공합니다. 금액. 경험적 공식은 분자의 모든 요소의 상대적인 양을 아는 것이 분자식을 결정하는 데 매우 도움이 될 수 있기 때문에 유용합니다.

분자에서 각 원자의 실제 수를 결정하려면 n- 값 를 얻는 것이 중요합니다. . N- 값은 분자식을 얻기 위해 경험적 공식에 곱하는 정수입니다. 분자 공식과 경험적 공식은 분자식에서의 원자의 비율이 가장 단순한 한 때때로 동일 할 수 있습니다. 다시 말해, n 값이 1 인 경우

예 :

ch ₂ o → 과당, 포도당 및 갈락토스의 경험적 공식은 한 번 감소했습니다.

아니오 ₂ → 테트 록 사이드의 질소의 경험적 공식은 한 번 감소했습니다.

c ₅ H ₃ n ₃ → 시아 노피라진의 경험적 공식과 분자 공식은 원자의 비율을 단순화 할 수 없기 때문에 동일합니다.

차이는 무엇입니까?

분자 공식은 목록이라는 것을 기억하십시오. 분자에서 발견되는 각 원자를 나타냅니다. 분자 공식은 많은 환경에서 분자에 대해 의사 소통하는 데 사용되며 때로는 화합물의 특성에 대한 통찰력을 줄 수 있습니다.

경험적 공식 는 반드시 은 아닙니다 분자에 각 원소가 얼마나 많은 원자가 있는지 알려주십시오. 그것은 그들 사이의 비율 만 보여줍니다. 경험적 공식은 주로 실험 환경에서 사용되며, 여기서 분자 공식의 디딤돌 역할을합니다.

드문 경우, 경험적 공식은 그 자체로 유용 할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 유기 화학자들은 경험적 공식에서 탄소 대 산소 비율을 사용하여 화학 물질이 얼마나 반응성인지를 신속하게 추정합니다. 그러나 일반적으로 경험적 공식은 분자의 특성을 이해하는 데 유용하지 않습니다. 어떤 경우에는 경험적 공식이 분자 공식으로 취급 할 수 없습니다. 예를 들어, 벤젠 (c ₆ H ₆ )는 경험적 공식을 가지고 있습니다. CH는 실제로 존재할 수있는 분자가 아닙니다. 이것은 경험적 공식이 일부 정보를 찾는 데 유용한 도구이지만, 그것이 나타내는 화합물의 거동에 대한 결론을 내리는 데 사용해서는 안된다는 것을 보여줍니다.

예

공식 ch ₂ 를 취하십시오 o.

먼저, 분자식으로 간주하십시오. 그 공식을 가진 분자를 구축하는 방법은 한 가지뿐입니다. 이 화학 물질은 포름 알데히드라고합니다. 매우 독성이 있지만 방부제, 다른 곳으로 반응에 매우 유용합니다.

이제 ch ₂ 를 고려하십시오 O 경험적 공식으로. 어떤 분자 공식을 나타낼 수 있습니까? 포름 알데히드, 아세트산 (식초), 젖산 (세포 호흡의 중요한 부분) 및 포도당은 모두 경험적 공식 ch ₂ 를 공유합니다. o.

이 분자는 단순한 설탕에서 위험한 발암 물질에 이르기까지 매우 다릅니다. 그들은 모두 동일한 경험적 공식을 가지고 있지만 분자 공식과 특성은 크게 다릅니다.

분자식을 경험적 공식으로 변환하는 방법 :

1. 화합물, 예를 들어 에틸 아세테이트 :c ₄ 로 시작하겠습니다. H ₈ o ₂
2. 가장 큰 공통 요소 을 찾으십시오 (GCF) 각 원자의 수 사이. 이 경우 2, 4와 8 사이의 GCF는 2입니다. 즉, 2는 N- 값입니다.
3. 각 원자의 수를 가장 큰 공통 요소 (일명 N- 값)로 나눕니다. 이 경우 C =4/2 =2, h =8/2 =4, o =2/2 =1.
4. 각 원자의 이전 값을 새로 계산 된 값으로 바꾸십시오. 이것은 c ₂ 의 경험적 공식을 초래할 것이다 H ₄ o.

경험적 공식을 사용하여 분자식을 찾는 방법

분자 공식에서 경험적 공식을 찾는 것은 약간 까다로울 수 있지만 그 반대는 매우 쉽습니다. 당신은 단순히 각 요소의 첨자에 경험적 공식에 n- 값을 곱합니다. 다음은 다음과 같습니다.

“어떤 분자식이 경험적 공식 C ₃ 에 해당합니다 H ₄ n ₂ 그리고 3의 n- 값?”

이를 해결하기 위해 각 Atom의 첨자에 n- 값을 곱합니다.

N- 값이 지정된 것은 이상하게 보일 수 있습니다. 답을 찾기 위해 N- 값이 필요한 이유는 이론적으로는 경험적 공식 C ₃ 를 공유하는 무한한 수의 분자 공식이 있기 때문입니다. H ₄ n ₂ , n의 모든 값에 대해 하나. 그러므로 우리는 미리“우리가 어디로 가고 있는지”알아야합니다.

데이터에서 분자 공식 찾기

일반적으로 실험 데이터에서 분자 공식을 찾는 절차는 다음과 같습니다.

1. 샘플에 각 요소의 두더지를 작성하십시오. 이들은 반응 생성물, 계산 백분율 등과 같은 실험 데이터에서 찾을 수 있습니다.
2. 최소 몰을 가진 요소를 찾으십시오. 모든 요소의 두더지를 그 양으로 나눕니다. 이것은 각 요소의 비율에 대한 비율을 최소한의 두부로 제공합니다. 이 비율은 정수가 아닐 수 있습니다 (예 :1.33, 2.5 등
3. 상대 금액이 모두 정수 인 경우이 단계를 건너 뛰십시오. 그렇지 않으면 각 요소의 모든 상대적인 양을 곱하여 정수가되도록 하나의 숫자를 선택하십시오. 예를 들어, C =1.67, h =2.33, o =1은 3을 곱하여 C =5, H =8, O =3으로 변환됩니다.
4. 마지막 단계에서 얻은 숫자와 동일한 위시가있는 공식을 작성하십시오. 위의 예는 c ₅ 로 작성됩니다 H ₈ o ₃ . 끝났어! 그것이 경험적 공식입니다.

연습 문제 - 경험적 공식 실험

아래는 경험적 공식을 사용하여 실험 데이터로 분자 공식을 찾을 수있는 방법의 예입니다.

설정

화학자는 알려지지 않은 화학 물질의 용기를 받고 분자식을 파악해야합니다. 그녀는 이미 화학 물질에 탄소와 수소가 포함되어 있다는 것을 알고 있습니다.

연구원은 미지의 화합물의 50.0 그램 샘플을 가져 와서 과도한 산소 가스와의 연소 반응에서 연소시켜 Co ₂ 를 만듭니다. 및 H ₂ O. 제품을 수집 한 후, 그녀는 반응이 156.8 g Co ₂ 를 생성했음을 발견했습니다. 및 64.2 g H ₂ o.

경험적 공식 찾기

화학자는 먼저 각 제품의 두더지를 찾습니다 :

Co ₂ 의 모든 탄소가 있기 때문에 물 속의 모든 수소와 마찬가지로 원래 분자에서 나왔습니다. 화학자는 다음을 더욱 발견합니다.

탄소의 상대 몰과 2 개의 상대 몰의 수소가 있습니다. 이것은 경험적 을 의미합니다 시작 분자의 공식은 ch ₂ 이다 .

분자식 찾기

더 많은 시험 후, 화학자는 미지의 화학 물질의 분자량이 두더지 당 42.09 그램이라고 결론 지었다. 그녀는 경험적 무게를 발견합니다 (즉, 화합물의 경험적 공식의 무게, ch ₂ ) 두더지 당 14.03 그램. 정의상 n- 값 경험적 공식은 분자식과 동일합니다. 그녀는이 관계를 사용하여 다음을 찾습니다.

N- 값이 3 인 화학자는 분자식을 찾기 위해 경험적 공식을 3 씩“곱”합니다 :

따라서 화학자는 미지의 화합물의 분자 공식이 C ₃ 라고 결론 지었다. H ₆ .

이 튜토리얼의 단계를 따르면 경험적 공식 문제는 산들 바람이어야합니다. 많은 화합물이 동일한 경험적 공식을 공유하고 질량, 물리적 특성, 반응성 및 기타 특성에 따라 차이를 찾는 것이 분자 공식을 발견하는 데 중요합니다.