Determinazione sperimentale della formula chimica

I composti chimici vengono solitamente descritti utilizzando una formula empirica o molecolare. Queste formule forniscono informazioni sulla quantità dei diversi atomi degli elementi coinvolti. Ma come sono stabilite queste formule?

L'analisi sperimentale, come la decomposizione dei composti, viene utilizzata per stimare le masse relative degli elementi del composto. Queste masse relative vengono, quindi, utilizzate per calcolare il numero di moli di ciascun elemento al fine di determinare la formula di un composto chimico. Per esempio, il campione di un composto viene determinato sperimentalmente contenere 43, 64 grammi di fosforo e 56, 36 grammi di ossigeno.

Usando le masse molari come fattori di conversione, le masse relative ottenute dai dati sperimentali vengono convertite in 1, 41 moli per il fosforo e 3, 52 moli per l'ossigeno. Questi valori molari, quando assegnati come pedici provvisori agli elementi, producono una pseudo-formula del composto. Dividendo i valori molari per il valore molare più piccolo si ottengono i rapporti molari di circa 2, 5 moli di ossigeno e 1 mole di fosforo, che si riferiscono direttamente alla proporzione effettiva di elementi nel composto.

Se uno dei quozienti è ancora un decimale, tutti i numeri vengono moltiplicati per il numero di calcolo più piccolo che fornisce il più piccolo rapporto di numeri interi dei pedici, generando la formula empirica di P2O5. La formula molecolare dei composti può essere determinata dalla loro formula empirica e dalla massa molare, o dal peso molecolare. Per esempio, il composto chimico, con la formula empirica di P2O5, viene misurato sperimentalmente avere una massa molare di 283, 89 grammi per mole.

La sua formula molecolare è un multiplo intero della sua formula empirica, mentre la sua massa molare è un multiplo intero della sua massa della formula empirica. Il rapporto tra la massa molare e la massa della formula empirica fornisce il numero di unità di formula. Moltiplicando la formula empirica per il numero di unità di formula si ottiene la formula molecolare.

Dunque, dalla formula molecolare P4O10, il composto è identificato come decaossido di tetrafosforo, o più comunemente noto con il nome della sua formula empirica come pentossido di fosforo.