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Bestimmen Sie die Molekularformel einer Substanz.

 

Die Molekülformel ist eine wichtige Information über eine Chemikalie. Die Molekularformel gibt an, welche Atome in der Substanz vorhanden sind und wie viele davon. Sie benötigen die Verhältnisformel zur Berechnung der Molekularformel und Sie müssen auch wissen, dass der Unterschied zwischen diesen beiden Formeln eine ganze Zahl ist.

              

Schritte .

    

  Teil 1      Ableiten der Molekularformel aus einer Verhältnisformel  .

    
     
  1.            1      Kennen Sie die Beziehung zwischen der Molekülformel und der Verhältnisformel. Die Verhältnisformel sagt etwas über das Verhältnis der Atome innerhalb eines Moleküls aus, zum Beispiel zwei Sauerstoffatome an jedem Kohlenstoffatom. Die Molekularformel sagt Ihnen, wie viel von jedem dieser Atome im Molekül vorhanden ist. Zum Beispiel ein Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatome (Kohlendioxid). Diese beiden Formeln stehen miteinander so mit einer ganzen Zahl in Beziehung, dass, wenn die Verhältnisformel mit diesem Verhältnis multipliziert wird, die Molekularformel herauskommen wird.       
  2.  
  3.             2      Berechnen Sie die Anzahl der Mole Gas. Das bedeutet, dass Sie das ideale Gasgesetz verwenden. Sie können die Anzahl der Mole basierend auf Druck, Volumen und Temperatur bestimmen, wie durch Daten aus Experimenten geliefert wird. Die Anzahl der Mole kann mit der Formel berechnet werden: n = PV / RT .  
       
    • In dieser Formel n ist die Anzahl der Mole, P der Druck, V das Volumen, T die Temperatur in Kelvin und R die Gaskonstante.
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    • Beispiel: n = PV / RT = (0,984 atm × 1 l) / (0,08206 l atm mol - 1 K - 1 × 318,15 K) = 0,0377 mol
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  4.  
  5.             3      Berechnen Sie die Molekülmasse des Gases. Dies ist nur möglich, wenn bekannt ist, dass die Anzahl der Mole im Gas vorhanden ist, mit Hilfe des idealen Gasgesetzes. Sie müssen auch wissen, wie viele Gramm eines Gases vorhanden sind. Dann dividiere die Anzahl der Gramm Gas durch die Anzahl der Mole des vorhandenen Gases, um die molekulare Masse zu bestimmen. 
       
    • Beispiel: 14,42 g / 0,0377 mol = 382,49 g / mol
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  7.             4      Addiere die Atommasse aller Atome in der Verhältnisformel. Jedes Atom in der Formel hat seine eigene Atommasse. Sie finden diesen Wert unten im Feld dieses Elements im Periodensystem. Addieren Sie diese Massen für die Masse der Verhältnisformel.  
       
    • Beispiel: (12,0107 g · 12) + (15,9994 g · 1) + (1,00794 g · 30) = 144,1284 + 15,9994 + 30,2382 = 190,366 g
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  9.             5      Bestimmen Sie das Verhältnis zwischen der Molekularmasse und der Formel des Verhältnisses. Damit können Sie bestimmen, wie oft die Masse nach der Verhältnisformel in das eigentliche Molekül übergeht. Wenn Sie das wissen, wissen Sie auch, wie oft die Verhältnisformel in die Molekularformel eingeht. Dies sollte eine ganze Zahl sein. Wenn das Verhältnis keine Ganzzahl ist, müssen Sie es vervollständigen. 
       
    • Beispiel: 382.49 / 190.366 = 2.009
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  11.             6      Multiplizieren Sie das Verhältnis mit dem Verhältnis. Multiplizieren Sie die Indizes der Verhältnisformel mit dem Verhältnis. Dies gibt Ihnen die molekulare Formel. Beachten Sie, dass für jede Substanz mit einem Verhältnis von "1" die Verhältnisformel und die Summenformel gleich sind. 
       
    • Beispiel: C12OH30 x 2 = C24O2H60
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  12.  
             

  Teil 2      Ermittlung der Verhältnisformel  .

    
     
  1.             1      Bestimmen Sie die Masse jedes vorhandenen Atoms. Manchmal wird die Masse jedes Atoms angegeben. Zu einem anderen Zeitpunkt wird nur die Masse in Prozent angegeben. Wenn dies der Fall ist, wird angenommen, dass es sich um eine Probe von 100 g des Stoffes handelt. Auf diese Weise können Sie den Massenanteil als tatsächliche Masse in Gramm angeben.  
       
    • Beispiel: 75,46 g C, 8,43 g O, 16,11 g H
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  2.  
  3.             2      Berechnen Sie die Massen nach Anzahl der Mole. Sie müssen die Molekülmasse jedes Elements in Mol umrechnen. Um dies zu tun, teilen Sie die molekulare Masse durch die atomare Masse des jeweiligen Elements. Sie finden die Atommasse am unteren Rand der Box dieses Elements im Periodensystem.  
       
    • Beispiel:  
         
      • 75,46 g C x (1 mol / 12,0107 g) = 6,28 mol C
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      • 8,43 g O x (1 mol / 15,9994 g) = 0,53 mol O
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      • 16,11 g H x (1 mol / 1,00794) = 15,98 mol H
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  5.             3      Teilen Sie jeden molaren Wert durch den kleinsten molaren Wert. Sie müssen die Anzahl der Mole jedes einzelnen Elements durch die kleinste molare Menge aller in der Verbindung vorhandenen Elemente teilen. Damit können Sie die einfachsten molaren Verhältnisse bestimmen. Dies ist gültig, weil das Element, das in der kleinsten Menge vorhanden ist, auf '1' gesetzt wird und die entsprechenden Anteile der anderen Elemente in der Verbindung ergibt.  
       
    • Beispiel: Die kleinste molare Menge ist Sauerstoff mit 0,53 Mol.  
         
      • 6,28 mol / 0,53 mol = 11,83
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      • 0,53 Mol / 0,53 Mol = 1
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      • 15,98 mol / 0,53 mol = 30,15
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    •  
           
  6.  
  7.             4      Runden Sie die molaren Werte auf ganze Zahlen ab. Diese Zahlen werden zu den Indizes der Verhältnisformel. Runden Sie diese auf die nächste Ganzzahl ab. Nachdem Sie diese Zahlen ermittelt haben, können Sie die Verhältnisformel notieren.  
       
    • Beispiel: Die Verhältnisformel wird dann C12OH30  
         
      • 11,83 = 12
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      • 1 = 1
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      • 30,15 = 30
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    •  
           
  8.  
             

  Teil 3      Verstehen Sie die chemische Formel  .

    
     
  1.             1      Verstehen Sie, wie eine Beziehungsformel funktioniert. Eine Verhältnisformel gibt Ihnen Informationen über das Verhältnis von einem Atom zum anderen in einem Molekül. Dies gibt Ihnen keine Information darüber, wie viele Atome im Molekül vorhanden sind. Die Verhältnisformel gibt auch keine Informationen über die Struktur und Bindung der Atome in einem Molekül.        
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  3.             2      Wissen Sie, was eine molekulare Formel Ihnen sagt. Genau wie die Verhältnisformel gibt Ihnen die Molekularformel keine Informationen über die Bindung und Struktur eines Moleküls. Anders als bei der Verhältnisformel gibt die Molekularformel jedoch Auskunft darüber, wieviel von jedem Atom im Molekül vorhanden ist. Die Verhältnisformel und die Molekülformel stehen in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander.        
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  5.             3      Strukturformeln verstehen. Strukturformeln liefern noch mehr Informationen als molekulare Formeln. Neben der Anzahl der Atome in einem Molekül geben Strukturformeln auch Informationen über die Bindungen und die Struktur des Moleküls. Diese Information ist entscheidend für das Verständnis, wie das Molekül reagiert.        
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