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Déterminer la formule empirique

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Déterminer la formule chimique d’un composé est un aspect fondamental de l’occupation d’une pharmacie.

Dans une formule chimique, symboles de l’élément et des indices numériques décrivent les types et le nombre d’atomes dans une molécule. La formule empirique est un type simple de formule chimique, qui fournit le plus petit ratio nombre entier entre éléments dans un composé moléculaire. En raison de la Loi de conservation de la masse, la formule empirique est souvent trouvée en utilisant la composition élémentaire ou pourcentage en masse.

Cette vidéo va introduire la formule empirique et démontrer comment elle peut être calculée à l’aide d’une simple expérience en laboratoire.

La formule empirique est le type le plus simple de formule chimique, car il montre le nombre relatif des atomes de chaque élément dans un composé donné. Par exemple, au peroxyde d’hydrogène, il y a une part de la masse d’hydrogène pour chaque 16 parties en masse de l’oxygène. Donc pour chaque atome d’hydrogène, il y a un atome d’oxygène, et la formule empirique est H.-O. De nombreuses molécules différentes peuvent avoir la même formule empirique.

La formule moléculaire est liée à la formule empirique et représente le nombre réel d’atomes de chaque type dans un composé. Par exemple, la formule moléculaire du peroxyde d’hydrogène est H2O2, car chaque molécule possède deux atomes d’hydrogène et deux atomes d’oxygène. Une formule structurale indique le nombre de chaque type d’atome et les liens entre eux. Lignes simples représentent une liaison chimique. Par exemple, pour l’eau oxygénée la formule ressemble à ceci : H-O-O-H.

Formules avec un point entre le composé et eau décrivent les hydrates. Les hydrates sont des composés chimiques qui ont des molécules d’eau attaché, mais non covalente. Hydrates de facilement perdent leurs molécules d’eau par chauffage et devient « anhydre, » ou « sans eau ». Les hydrates et les composés anhydres ont des propriétés physiques uniques, comme les molécules d’organisent différemment.

Maintenant que les principes de base de la formule empirique ont été expliqués, permet de confirmer la formule empirique d’un hydrate de chlorure de cuivre dans le laboratoire.

Pour commencer la procédure, sécher le creuset au-dessus de 120 ° C pour chasser toute trace d’humidité adsorbée et déterminer avec précision son poids.

Peser un échantillon d’un hydrate de chlorure de cuivre et placez-le dans le creuset.

Ensuite, faire chauffer l’échantillon dans le creuset à l’aide d’une source de chaleur, comme un bec Bunsen. Placez le couvercle sur le creuset pour aider à éviter les éclaboussures, mais gardez-la ouverte légèrement pour permettre à vapeur d’eau de s’échapper.

Chauffer l’échantillon jusqu'à ce qu’elle avait changé d’une couleur bleu-vert et une couleur brun-rouge. Ce changement de couleur est révélateur de la forme anhydre du chlorure de cuivre. Remuer pour s’assurer que l’eau a été chassée de l’échantillon, et la couleur est uniforme dans l’ensemble.

Ensuite, laissez refroidir l’échantillon dans un dessicateur, afin d’éviter la réhydratation.

Mesurer avec précision la masse de l’échantillon anhydre. La différence correspond à l’eau d’hydratation qui ont été perdues lors du chauffage.

Transférer l’échantillon séché dans un bécher de 250 mL et dissoudre dans 150 mL d’eau désionisée. La solution devrait tourner bleue encore une fois, comme le chlorure de cuivre est réhydraté.

Ajouter un petit morceau de fil d’aluminium dans le bécher. Le bleu plus deux cuivre réduira à un zéro de cuivre rougeâtre sur la surface du fil, tandis que l’aluminium va s’oxyder en aluminium incolore plus trois. La couleur bleue de la solution va disparaître au cours de la réaction.

Après environ 30 min, utilisez aluminium supplémentaire pour s’assurer que tout le cuivre a réduit à un métal cuivre solid.

Ensuite, ajouter environ 10 mL d’acide chlorhydrique 6 M pour dissoudre le fil d’aluminium.

En utilisant un Büchner entonnoir et papier-filtre préalablement pesé, vide filtrent la solution incolore. Rincer l’échantillon avec de l’éthanol absolu ou pur. Laisser l’échantillon à sécher à l’air.

Enfin, mesurer la masse du solide en cuivre.

Pour déterminer la formule empirique de l’hydrate de chlorure de cuivre, en premier lieu calculer la masse de chaque composant. La masse d’eau est déterminée en soustrayant le poids du chlorure de cuivre séché du poids de l’hydrate de chlorure de cuivre. La masse de cuivre a été constatée expérimentalement. Enfin, la masse de chlorure est obtenue en soustrayant la masse de cuivre et d’eau de la masse totale de l’échantillon.

Pour déterminer le plus petit ratio de nombre entier des composants dans le composé, convertir la masse de chaque composant en moles en utilisant la masse molaire. Puis diviser chaque composante par le plus petit nombre de moles dans l’échantillon (cuivre en l’occurrence). Le plus petit ratio nombre entier donne la formule CuCl2· 2H2O.

La détermination et la connaissance de la formule empirique d’un composé est important dans de nombreux domaines de la chimie et de la recherche.

Chimie légale est l’application de la chimie dans un cadre juridique. Par exemple, des composés inconnus, tels que des médicaments et des poisons, se trouvent souvent sur les lieux du crime. Chimistes judiciaires utilisent un large éventail de méthodes pour identifier la substance inconnue.

Souvent, la prochaine étape dans l’identification d’une substance inconnue est d’utiliser la formule empirique pour déterminer la formule moléculaire. Un spectromètre de masse est fréquemment utilisé pour aider dans cette étape, comme le spectromètre de masse sépare les composants de leur rapport masse-à-charge. Ainsi, la masse de la molécule peut alors servir pour déterminer la formule moléculaire.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la formule empirique. Vous devez maintenant comprendre ce qui est la formule empirique d’une substance, comment elle diffère de la formule moléculaire et comment le déterminer en laboratoire.

Merci de regarder !

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