Beräkna den enklaste formeln från procentkomposition

Detta är ett fungerat exempel på kemiproblem för att beräkna den enklaste formeln från procentkompositionen.

Enklaste formel från Procentkompositionproblem

C-vitamin innehåller tre element: kol, väte och syre. Analys av rent C-vitamin indikerar att elementen finns i följande massprocent:

C = 40,9
H = 4,58
O = 54,5

Använd uppgifterna för att bestämma den enklaste formeln för C-vitamin.

Lösning

Vi vill hitta antalet mol för varje element för att bestämma förhållandena mellan elementen och formeln. För att göra beräkningen lätt (dvs låta procenten konvertera direkt till gram), låt oss anta att vi har 100 g vitamin C. Om du får massprocentandelar, alltid arbeta med ett hypotetiskt prov på 100 gram. I ett prov på 100 gram finns det 40,9 g C, 4,58 g H och 54,5 g O. Leta nu upp atommassorna för elementen från det periodiska systemet. Atommassorna visar sig vara:

H är 1,01
C är 12,01
O är 16.00

Atommassorna tillhandahåller en omvandlingsfaktor mol / gram. Med hjälp av konverteringsfaktorn kan vi beräkna mol för varje element:

mol C = 40,9 g C x 1 mol C / 12,01 g C = 3,41 mol C
mol H = 4,58 g H x 1 mol H / 1,01 g H = 4,53 mol H
mol O = 54,5 g O x 1 mol O / 16,00 g O = 3,41 mol O

Antalet mol för varje element är i samma förhållande som antalet atomer C, H och O i vitamin C. För att hitta det enklaste hela talförhållandet, dela varje nummer med det minsta antalet mol:

C: 3,41 / 3,41 = 1,00
H: 4,53 / 3,41 = 1,33
O: 3,41 / 3,41 = 1,00

Förhållandena indikerar att för varje kolatom finns det en syreatom. Det finns också 1,33 = 4/3 väteatomer. (Obs! Att konvertera decimalen till en bråkdel är en fråga om övning! Du vet att elementen måste vara närvarande i heltal, så leta efter vanliga bråk och bli bekant med decimalkvivalenterna för bråk så att du kan känna igen dem.) Ett annat sätt att uttrycka atomförhållandet är att skriva det som 1 C: 4/3 H: 1 O. Multiplicera med tre för att få det minsta heltalet, vilket är 3 C: 4 H: 3 O. Således är den enklaste formeln för C-vitamin är C₃H₄O₃.

Svar

C₃H₄O₃

Andra exempel

Detta är ett annat bearbetat exempel på kemiproblem för att beräkna den enklaste formeln från procentkompositionen.

Problem

Mineral kassiteriten är en förening av tenn och syre. Kemisk analys av kassiterit visar att massprocentandelarna av tenn och syre är 78,8 respektive 21,2. Bestäm formeln för denna förening.

Vetenskap