MINIMALE FORMULE: HOE U DE MINIMALE FORMULE, VOORBEELDEN EN OEFENINGEN KRIJGT - CHEMIE - 2025

De minimum- of empirische formule is een uitdrukking van de verhouding waarin de atomen van de verschillende elementen waaruit een chemische verbinding bestaat, aanwezig zijn. De minimumformule is dus de eenvoudigste weergave van een chemische verbinding. Daarom is het 'minimaal'.

De minimumformule geeft niet het aantal atomen weer van de verschillende elementen waaruit een chemische verbinding bestaat; maar de verhouding waarin deze atomen samenkomen om de chemische verbinding te genereren.

Deze minimale formule onthult gewoon dat de verbinding een gelijk aantal koolstof- en zuurstofatomen heeft, en twee keer zoveel waterstofatomen. Bron: Gabriel Bolívar.

De minimumformule wordt ook wel de empirische formule genoemd, aangezien deze wordt verkregen door experimenten; dat wil zeggen, het is gerelateerd aan ervaring. Experimentele waarneming liet toe om te concluderen dat twee waterstofatomen combineren met één waterstofatoom om water (H ₂ O) te vormen.

In veel gevallen komt de minimumformule overeen met de molecuulformule. In het molecuul verschijnen de werkelijke aantallen van de verschillende elementen waaruit een chemische verbinding bestaat; dat is bijvoorbeeld het geval bij zwavelzuur (H ₂ SO ₄ ).

Maar in andere gevallen is er geen samenloop van de minimumformule en de molecuulformule; Dat is het geval bij benzeen: de minimumformule is CH, terwijl de molecuulformule C ₆ H _{6 is} .

Hoe kom ik aan de minimale formule?

Eerste stap

Zoek de grammen van elk element dat in de compound aanwezig is. Omdat ze gewoonlijk worden uitgedrukt als een percentage van de massa van de verbinding, moet een eenvoudige berekening worden gemaakt voor de omzetting van de massapercentages naar massa van de elementen.

Tweede stap

Het relatieve aantal atomen van de verschillende elementen waaruit de chemische verbinding bestaat, wordt verkregen. Om dit te doen, wordt de massa van elk element, uitgedrukt in gram, gedeeld door zijn atomaire massa.

Sommige auteurs noemen het relatieve aantal atomen het aantal mol atomen van de elementen die deel uitmaken van de chemische verbinding.

Derde stap

Het minimale aandeel, uitgedrukt in hele getallen, van elk van de atomen in de chemische verbinding verkrijgen.

Om deze waarden te vinden, deelt u de relatieve getallen van elk atoom dat in de verbinding aanwezig is door de minimale relatieve numerieke waarde die een atoom in de chemische verbinding heeft.

In het geval dat de waarde van het minimumaandeel van een atoom geen geheel getal is zonder decimalen, moeten alle waarden van het minimumaandeel worden vermenigvuldigd met een getal; op een zodanige manier dat het mogelijk maakt om te bereiken dat alle waarden van het minimum aandeel gehele getallen zijn.

Als de waarde van de minimale hoeveelheid van een atoom van de chemische verbinding bijvoorbeeld 2,5 is, moeten alle waarden van de minimale hoeveelheid van elk van de aanwezige atomen met 2 worden vermenigvuldigd . Alle waarden van de minimale hoeveelheid zijn dus slechts gehele getallen.

Vierde stap

Schrijf de minimumformule van de verbinding. De waarden van de minimumverhouding voor de atomen van de verschillende elementen worden geplaatst als subscripts van de chemische symbolen van elementen om de minimumformule te schrijven.

Minimale formulevoorbeelden

Water en kooldioxide

De meeste chemische verbindingen hebben formules die zowel minimale als moleculaire formules zijn. De formule voor water (H ₂ O) is dus een minimale formule; maar het is ook een moleculaire formule. Hetzelfde geldt voor de formule voor kooldioxide (CO ₂ ).

Basische en zure oxiden

Basische en zuuroxiden zijn chemische verbindingen met chemische formules, met een paar uitzonderingen die zowel minimale als moleculaire formules zijn. Dezelfde situatie doet zich voor met hydroxiden en zuren, met uitzondering van enkele carbonzuren.

Azijnzuur

Carbonzuren met een even aantal koolstofatomen in hun samenstelling hebben afzonderlijk een minimumformule en een molecuulformule. Azijnzuur heeft bijvoorbeeld een molecuulformule (C ₂ H ₄ O ₂ ); maar het heeft ook een minimale formule (CH ₂ O).

Boterzuur

Boterzuur heeft ook een moleculaire formule (C ₄ H ₈ O ₂ ) en een minimale formule (C ₂ H ₄ O).

Ethyleenglycol

Andere organische verbindingen hebben beide soorten chemische formules; dat is het geval met ethyleenglycol, dat een molecuulformule (C ₂ H ₆ O ₂ ) en een minimale formule (CH ₃ O) heeft.

Benzeen

Benzeen, een aromatische verbinding, heeft een moleculaire formule (C ₆ H ₆ ) en een minimale formule ( C H ).

Glucose

Glucose heeft een moleculaire formule (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) en een minimale formule (CH ₂ O).

Opgeloste oefeningen

- Oefening 1

Ethyleenglycol is een verbinding die als antivriesmiddel wordt gebruikt, het heeft een molecuulgewicht van 62,1 g / mol en een massapercentage als volgt:

C: 38%,

H: 9,7%

O: 51,16%.

Eerste stap

Druk de massapercentages van de elementen in hun massa in grammen uit. Hiervoor wordt het molecuulgewicht van ethyleenglycol als referentie genomen. Als dit 62,1 gram per mol is, bestaat 38% daarvan uit koolstof. En zo verder met de andere elementen:

Koolstofmassa = 62,1 g (38/100)

= 23,6 g

Massa waterstof = 62,1 g (9,7 / 100)

= 6,024 g

Massa zuurstof = 62,1 g (51,16 / 100)

= 31,77 g

Tweede stap

Bereken het relatieve aantal van elk aanwezig atoom (NRA) of het aantal mol van elk atoom. Om dit te doen, wordt de massa van elk chemisch element gedeeld door zijn atomaire massa.

NRA (C) = 23,6 g / 12 g

= 1,97

Het kan worden afgerond op 2.

NRA (H) = 6,024 g / 1 g

= 6,024

Het kan worden afgerond op 6.

NRA (O) = 31,77 g / 16 g

= 1.985

Het kan worden afgerond op 2.

Derde stap

Bereken de minimale verhouding van het gehele getal van de elementen van de verbinding (PMNE). Om dit te doen, deelt u elk van de waarden van de atomaire relatieve getallen (NRA) door de kleinste waarde hiervan. In dit geval 2.

PMNE (C) = 2/2

= 1

PMNE (H) = 6/2

= 3

PMNE (O) = 2/2

= 1

Vierde stap

Schrijf de minimumformule voor ethyleenglycol:

CH ₃ O

Zoals te zien is, zijn de waarden die in stap 3 zijn verkregen de subscripts van de elementen van de verbinding.

- Oefening 2

Azijnzuur heeft een molecuulgewicht van 60 g / mol en de volgende massapercentagesamenstelling:

C: 40%

H: 6,67%

Of: 53,33%

Verkrijg de minimale formule van de verbinding.

Eerste stap

Transformeer de massapercentages van de elementen in hun massa's uitgedrukt in grammen:

Koolstofmassa = 60 g (40/100)

= 24 g

Massa waterstof = 60 g (6,67 / 100)

= 4 g

Massa zuurstof = 60 g (53.33 / 100)

= 32 g

Tweede stap

Bereken het relatieve aantal atomen (NRA) van de verbinding. Om dit te doen, worden de massa's van de elementen gedeeld door hun atomaire massa:

NR (C) = 24 g / 12 g

= 2

NR (H) = 4 g / 1 g

= 4

NRA (O) = 32 g / 16 g

= 2

Derde stap

Verkrijg de minimale verhouding van het gehele getal van de elementen van de verbinding (PMNE). Om dit te doen, worden de NRI-waarden van de elementen gedeeld door de laagste NRI-waarde die een element heeft:

PMNE (C) = 2/2

= 1

PMNE (H) = 4/2

= 2

PMNE (O) = 2/2

= 1

Vierde stap

Schrijf de minimumformule voor azijnzuur:

CH ₂ O

De subscripts van de verbinding zijn de waarden die zijn verkregen van PMNE.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27 augustus 2019). Empirische formule: definitie en voorbeelden. Hersteld van: thoughtco.com
3. Wikipedia. (2020). Empirische formule. Hersteld van: en.wikipedia.org
4. Chemie LibreTexts. (3 juli 2019). Empirische formules voor verbindingen berekenen. Hersteld van: chem.libretexts.org
5. Nicola McDougal. (2020). Empirische formule: definitie, stappen en voorbeelden. Studie. Hersteld van: study.com