Yleiskuva

Empiirinen kaava kertoo yhdisteen atomien tai komponenttien pienimmän kokonaislukusuhteen. Se ei aina ole sama asia kuin varsinainen molekyylikaava, mutta se kuvaa koostumuksen perussuhdetta. Esimerkiksi glukoosin molekyylikaava on C6H12O6, mutta sen empiirinen kaava on CH2O, koska atomisuhde supistuu muotoon 1:2:1. Empiirisiä kaavoja käytetään yleisessä kemiassa, laboratoriotöissä, palamisanalyysissä ja koostumustehtävissä.

Tämä laskuri muuntaa massaprosentit ja atomimassat moolisuhteeksi. Koska yhteinen laskuripohja käyttää vain numeerisia syötteitä, tuloksissa käytetään yleisiä merkintöjä A, B ja C varsinaisten alkuainesymbolien sijasta. Voit ajatella A:n olevan hiili, B:n vety ja C:n happi, tai käyttää mitä tahansa kolmea alkuainetta syöttämällä oikeat atomimassat. Jos yhdisteessä on vain kaksi alkuainetta, aseta kolmannen massaprosentiksi 0.

Näin käytät laskuria

Syötä kunkin komponentin massaprosentti ja atomimassa grammoina moolia kohti. Massaprosenttien pitäisi yleensä olla yhteensä noin 100 %. Pienet poikkeamat ovat tavallisia, koska kokeellisia arvoja pyöristetään. Jos summa on kaukana sadasta, tarkista puuttuuko jokin komponentti tai ovatko arvot prosenttien sijasta massaosuuksia.

Oletusarvot kuvaavat yhdistettä, jossa on 40,0 % hiiltä, 6,7 % vetyä ja 53,3 % happea. Kun atomimassoina käytetään likimäärin arvoja 12,011, 1,008 ja 15,999, suhde supistuu muotoon 1:2:1. Molekyylikerroin antaa mahdollisuuden skaalata empiiristä kaavaa, jos tiedät molekyylikaavan olevan empiirisen kaavan kokonaislukukerrannainen. Ilman erillistä moolimassatietoa kerroin on vain skenaarioarvo.

Kaava

Tavanomainen menetelmä olettaa 100 gramman näytteen. Tällöin massaprosentti voidaan lukea suoraan grammoina:

alkuaineen ainemäärä = massaprosentti / atomimassa

Jokainen ainemäärä jaetaan pienimmällä positiivisella ainemäärällä. Näin saadut desimaaliset suhteet muunnetaan pieniksi kokonaisluvuiksi. Joskus suhteet ovat lähellä puolikkaita, kolmasosia tai neljäsosia, joten laskuri kokeilee pieniä kertoimia selkeän kokonaislukusuhteen löytämiseksi. Lopullinen empiirinen kaava on tämän suhteen supistettu kokonaislukumuoto.

Esimerkki

Jos A:n massaprosentti on 40,0 ja atomimassa 12,011, B:n massaprosentti 6,7 ja atomimassa 1,008 sekä C:n massaprosentti 53,3 ja atomimassa 15,999, 100 gramman näytepohjalla ainemäärät ovat noin 3,33, 6,65 ja 3,33 moolia. Jakaminen pienimmällä arvolla antaa suunnilleen suhteet 1, 2 ja 1. Empiirinen suhde on siis 1:2:1, ja yleinen kaava on AB2C.

Jos todellinen moolimassa olisi kaksinkertainen empiirisen kaavan massaan verrattuna, molekyylikertoimeksi asetettaisiin 2 ja molekyylikaavan arvioksi tulisi A2B4C2. Siksi empiiristä kaavaa ja molekyylikaavaa ei pidä tulkita automaattisesti samaksi.

Tulkinta ja rajat

Empiirinen suhde on luotettavin silloin, kun massaprosentit ovat peräisin täydellisestä ja tarkasta alkuaineanalyysistä. Pyöristys voi saada suhteet näyttämään hieman epätarkoille, varsinkin jos jonkin alkuaineen osuus on pieni. Hydraatit, suolat, seokset, isotooppimassat, epäpuhtaudet ja puutteelliset palamisanalyysin tiedot voivat myös muuttaa tuloksia. Laskuri ei tunnista alkuainesymboleja eikä arvioi kemiallista mielekkyyttä; se tekee vain suhdelaskennan. Käytä sitä läpinäkyvänä työpohjana ja varmista lopullinen kaava laboratoriotiedon tai kemian lähteen avulla.