化合物の実験式を計算するには、化合物に含まれる各元素の質量を求めてモルに変換し、個々のモル比を計算してから実験式を書き出します。
化合物の分子構造と組成に関する情報を表示するには、さまざまな方法があります。これらには、一般的に使用される分子式が含まれます 、 化合物内の各元素の原子数と構造式を示します。 化合物内のさまざまな原子の配置と結合を示しています。
化合物に関する情報を伝達するもう 1 つの非常に重要な形式は、その実験式です。 .化合物の実験式は、化合物を構成する元素を可能な限り単純な整数比で表示します。
経験式の計算方法
任意の化合物の実験式は、いくつかの簡単な手順で決定できます。この手順では、化合物中の各元素の量を求め、その量をモルに変換した後、個々のモル比を計算します。個々のモル比が計算されたら、比率を整数に変換し (まだ変換していない場合)、化合物の実験式を書くことができます。とはいえ、化合物の実験式を計算する手順を詳しく見てみましょう。
フローチャートで説明する経験式計算
ステップ 1:化合物中の各元素の質量 (量) を求める
調査対象の化合物を構成する各元素の正確な量 (グラム単位) を見つけることから手順を開始します。実験式を求める化合物がXaYbZcだとしましょう。化合物 XaYbZc の化学分析により、各元素 (X、Y、Z) の量に関する情報がパーセンテージ形式で得られます。サンプル化合物が 100g あると仮定して、これらのパーセンテージ値を単純な数値に変換します。
化学分析の結果、化合物 XaYbZc に X が 40.0%、Y が 6.7%、Z が 53.3% 含まれていることが明らかになったとします。サンプル化合物が 100 グラムある場合、X が 40 g であることを意味します。 Y は 6.7 g、Z は 53.3 g です。
化合物の組成がパーセンテージ形式で提供されている場合にのみ、このステップを実行する必要があります。各要素の量がすでにグラムで表示されている場合、この手順を実行する必要はありません。
ステップ 2:各元素の量をモルに変換する
ステップ 2 では、前のステップで見つかった質量値を使用して、各要素のモル数を見つけます。岩の下に住んでいた場合、モルは、原子、分子、電子、陽子、中性子などの小さな粒子の量を測定するために使用される測定単位です。元素の 1 モルは、約 6.022 倍を意味します。要素の 1023 の原子が存在します。その量から元素のモル数を求める式は次のとおりです:
モル数 =存在する元素の量 (グラム) / 元素のモル質量
サンプル化合物に戻ります... X のモル質量は 12.0107 g/mol、Y は 1.00784 g/mol、Z は 15.999 g/mol です。 (注: 簡単な Google 検索を実行することで、任意の元素のモル質量を見つけることができます。)
モル数は次のとおりです。X のモル数は 40/12.o1 =3.33 mol です。 Y のモルは 6.7/1.00784 =6.6 mol です。 Z のモル数は 53.3/15.999 =3.33 mol.
ステップ 3:各元素のモル比を計算する
次に、化合物中のモル数が最も少ない元素を探します。前のステップから、元素 X と Z の両方が化合物中に 3.33 モルあるのに対し、Y は 6.66 モルであることがわかります。
個々のモル値を見つかった最小のモル値で割ることにより、各要素のモル比を見つけることができます。ここで、最小値は 3.33 モルです。したがって、次のことがわかります。
X/3.33 =3.33/3.33 =1 のモル数
Y/3.33 のモル数 =6.66/3.33 =2
Z/3.33 のモル数 =3.33/3.33 =1
ステップ 4:モル比を整数に変換する
手順の最後から 2 番目のステップでは、モル比を整数に変換します (まだ変換していない場合)。前のステップで見つけたモル比は 1、2、1 で、すべて整数です。したがって、このステップをスキップして、最後のステップに進むことができます。
ただし、モル比が整数でない場合は、整数を掛けると目的の値が得られます。別の化合物のモル比が 1.5 と 2 だとしましょう。1.5 は整数ではないため、整数に変換する必要があります。単純に 2 を掛けると整数になります。
注: 非整数モル比だけでなく、すべてのモル比に必ず整数を掛けてください。
1.5 x 2 =3 および 2 x 2 =4
ステップ 5:実験式を書く
必要なデータがすべて揃ったので、今度は化合物 XaYbZc の実験式を書きます。化合物中の各元素の記号を書き留め、その後にそのモル比を添え字として書きます。
サンプル化合物の場合、実験式は X1Y2Z1 または単に XY2Z です。
最後の言葉
例として使用しているサンプル化合物 XaYbZc は、実際にはグルコースでした。グルコースの分子式は C6H12O6 ですが、手順の最終ステップで結論付けたように、その実験式は CH2O です。
グルコースの分子式と実験式
したがって、実験式は、化合物中の原子の実際の数ではなく、元素が存在する比率に関する情報のみを伝えることがわかります。 実際に関する情報 化合物に存在する元素の原子数は、その分子式によって提供されます。化合物の分子式を決定するには、実験式の各要素の下付き文字に分子量と実験式の質量の比率を掛けます。
