资料来源: 实验室的博士尼尔 · 艾布拉姆斯-美国纽约州立大学环境科学与林业学院
确定一种化合物的化学分子式是什么化学家在实验室里每天做的核心。很多工具,可用来帮助,这一决定,但最简单 (和最准确的) 之一就是测定的经验公式。为什么这是有用的?由于质量守恒的规律,可以跟随任何反应浓度,或由质量变化。经验公式提供的元素 (或化合物) 之间的最小整数比例内分子化合物。在这个实验中,重量分析法将用于确定经验公式的水合物氯化铜,铜xCly·nH2o。
水合物是有水分子 (但不是共价键) 附加到该化合物的化学化合物。公式水合化合物与水分子之间由一个圆点 ("·") 象征。水合物容易失去加热,留下无水 (无水) 复合后的水分子。在这种情况下,它将氯化铜,铜xCly。不同的群众之间的无水和水合盐的形式对应于在化学复合铜xCly·水的质量 (和摩尔)nH2o。然后溶于水中的无水氯化铜和铜删除通过形式固体铜与铝氧化还原反应。不同的群众总铜氯水合物和减少铜金属和水分子的总和之间对应于样品中氯的质量。每个构件 (Cu,Cl,H2O) 的质量转换为痣,藉以多个比例的法律允许使用比来确定该化合物的经验公式。这种化合物的真实化学公式不能确定不知道其分子质量,但比例将总是保持不变。
1.脱水水合物
图 1.本生灯燃烧器陶瓷坩埚。
2.孤立铜
3.计算
组件 | 重量 (克) | 摩尔质量 (g/mol) | 痣 | 比率 | 计算整数比 |
铜 | 0.479 | 63.55 | 7.53 x 10-3 | ![]() |
1 |
氯 | 0.533 | 35.45 | 1.50 x 10-2 | ![]() |
1.99 ≈ 2 |
水 | 0.273 | 18.01 | 1.51 x 10-2 | ![]() |
2.01 ≈ 2 |
表 1。实验的结果。
名称 | 分子式 | 经验公式 |
乙酸 | CH3COOH | CH2O |
甲醛 | CH2O | CH2O |
葡萄糖 | C6H12O6 | CH2O |
表 2。常见的经验公式的例子。
所有三种化合物有相同的经验公式,但非常不同的分子式。
举一个例子,假设包含只有 C,H,未知生物大分子和 O 发现好作为一种新燃料。一种方法确定燃料的公式将会燃烧它在空气中,分析产品:
CxHyOz + O2 → mCO2 + nH2O
O2在过量时,我们会知道起源于生物大分子的 CO2中所有的碳和所有氢都会出现在 H2o。那总质量和初始样品的质量之间的区别将在分子氧的质量。然后,我们可以转换为痣并确定经验公式。
在另一示例中,镁xCly·水合物样品给出了 nH2O。大量水分子再一次将由加热容易确定。使用一些溶度积规则,氯离子与银离子,Ag+,形成氯化银(s)然后沉淀。一旦发现的大量 AgCl(s) ,Cl-的痣决意使用氯化银(s)的摩尔质量,然后转换为 Cl-克。这将使我们能够确定毫克的样本,再用经验公式的质量。
确定的经验公式是在识别公式的实际分子的中心。从药品到取证,测定分子式是确定一种未知的化合物,这意味着以经验公式对下一步的关键。通常情况下,经验公式的确定被加上元素的分析,来获取元素重量百分比信息。从这些数据中,摩尔比的计算和确定经验公式。我们可以确定使用另一种分析工具,像一台质谱仪的分子的质量。然后,分子质量和实证质量之间的比例计算以确定真正的分子式。
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