Détermination expérimentale de la formule chimique

Les composés chimiques sont généralement décrits à l'aide d'une formule empirique ou moléculaire. Ces formules fournissent des informations sur la quantité des différents atomes d'éléments impliqués. Mais comment ces formules sont-elles établies?

L'analyse expérimentale, comme la décomposition des composés, est utilisée pour estimer les masses relatives des éléments constitutifs du composé. Ces masses relatives sont ensuite utilisées pour calculer le nombre de moles de chaque élément afin de déterminer la formule d'un composé chimique. Par exemple, un échantillon d'un composé est déterminée expérimentalement pour contenir 43.64 grammes de phosphore et de 56.36 grammes d'oxygène.

En utilisant les masses molaires comme facteurs de conversion, les masses relatives des données expérimentales sont converties en 1, 41 mole pour le phosphore et 3, 52 mole pour l'oxygène. Ces valeurs molaires, lorsqu'elles sont attribuées comme indices provisoires aux éléments, donnent une pseudo-formule du composé. Plonger les valeurs moles par la plus petite valeur mole fournit les rapports moles d'environ 2, 5 mol d'oxygène à 1 mol de phosphore, qui se rapportent directement à la proportion réelle d'éléments dans le composé.

Si l'un des quotients est toujours une décimale, alors tous les nombres sont multipliés par le plus petit nombre de compte qui donne le plus petit rapport de nombres entiers d'indices, générant la formule empirique de P2O5. La formule moléculaire des composés peut être déterminée à partir de leur formule empirique et de la masse molaire ou du poids moléculaire. Par exemple, le composé chimique avec la formule empirique de P2O5 est mesuré expérimentalement d'avoir une masse molaire de 283, 89 grammes par mol.

Sa formule moléculaire est un multiple entier de sa formule empirique, tandis que sa masse molaire est un multiple entier de la masse de sa formule empirique. Le rapport de la masse molaire et de la masse de formule empirique donne le nombre d'unités de formule. En multipliant la formule empirique par le nombre d'unités de formule, on obtient la formule moléculaire.

Par conséquent, à partir de la formule moléculaire P4O10, le composé est identifié comme décaoxyde de tétraphosphore, ou plus communément connu par son nom de formule empirique comme pentoxyde de phosphore.