فرمولهاي تجربي و مولكولي

مواد خالص را ميتوان به دو دستهي عناصر و مواد مركب تقسيم كرد. مواد مركب تركيبي از 2 يا چند عنصر متفاوت هستند. فرمولهاي تجربي ميتوانند براي مشخص ساختن نوع عناصر و سادهترين نسبت بين تعداد اتمهاي عناصر در يك ماده مركب به كار روند. برخي از مواد مركب به صورت مولكولهاي مجزا از هم هستند و مواد مولكولي ناميده ميشوند. فرمولهاي مولكولي ميتوانند براي مشخص ساختن نوع و تعداد اتمهاي عناصر در يك مولكول به كار روند. چه در فرمولهاي تجربي و چه در فرمولهاي مولكولي و به طور كلي در فرمولهاي شيميايي از نماد شيميايي براي نشان داده انواع اتمهاي موجود در ماده و از زيروندها براي مشخص كردن تعداد هر نوع اتم استفاده ميكنند. با در دست داشتن فرمول مولكولي ميتوان به راحتي فرمول تجربي را بدست آورد، براي اين كار زيروندها در فرمول مولكولي را بر ب.م.م ( بزرگترین مقسوم علیه مشترک) شان تقسيم ميكنيم. بعنوان مثال فرمول تجربی ماده مرکب کلسیم کلرید بصورت CaCl₂ است که نشان می دهد در این ماده مرکب عناصر کلسیم (Ca) و کلر (Cl) به نسبت یک به دو (Ca:Cl=1:2) حضور دارند. بعنوان مثال دیگر فرمول مولکولی ماده مرکب گلوکز بصورت C₆H₁₂O₆ است که نشان می دهد در این ماده مرکب عناصر هیدروژن (H)، کربن (C) و اکسیژن (O) حضور دارند و تعداد اتمهای هیدروژن، کربن و اکسیژن در هر مولکول گلوکز به ترتیب 6,12 و 6 است. همچنین با توجه به اینکه بزرگترین مقسوم علیه مشترک زيروندها در فرمول مولكولي گلوکز یعنی C₆H₁₂O₆ برابر 6 است، فرمول تجربی گلوکز بصورت CH₂O است.

همانطور كه به اتمها جرم اتمي نسبت ميدهيم، ميتوانيم به مولكولها نيز جرم مولكولي نسبت دهيم. جرم مولكولي از مجموع جرمهاي اتمي تك تك اتمهاي سازندهي يك مولكول به دست ميآيد و همان مفاهيم و كاربردهاي جرم اتمي را دارد. مثلا جرم مولی (جرم یک مول) همان جرم مولكولي با واحد گرم است. بعنوان مثال برای جرم مولكولي گلوکز (C₆H₁₂O₆) داریم:

با توجه به جرم مولكولي بدست آمده برای گلوکز می توانیم بگوئیم که هر مولکول گلوکز جرمی برابر 180 amu و هر مول مولکول گلوکز جرمی برابر 180 g دارد یا جرم مولی گلوکز برابر 180 g است.

به هر فرمول ميتوان جرم فرمولي نسبت داد كه از مجموع جرمهاي اتمي تك تك اتمها در فرمول مورد نظر به دست ميآيد. جرم فرمولي را ميتوان به همهي فرمولها نسبت داد، اما جرم مولكولي تنها برای مواد و فرمولهای مولکولی تعریف می شود. جرم مولكولي همان جرم فرمولي است به شرط آنكه فرمول، فرمول مولكولي باشد.

مثال: ساکارز يك مادهي مولكولي متشكل از مولكولهاي  است.(H=1,C=12,O=16)

الف) فرمول تجربي ساكارز را بنويسيد؟

ب) جرم مولکولی ساكارز را تعیین کنید؟

ج) 1.5 مول ساكارز چند گرم ساكارز است؟

د) 50g ساكارز چند مول ساكارز است؟

ه)  مولكول ساكارز چند مول و چند گرم ساكارز است؟

و) در 20g ساكارز چند مولكول ساكارز، چند اتم كربن و چند اتم اكسيژن داريم؟

حل:

الف) از آنجائیکه بزرگترین مقسوم علیه مشترک زيروندها در فرمول مولكولي یک است، فرمول مولکولی همان فرمول تجربی است. پس فرمول تجربی عبارتست از:  .

ب) 

ج)  

د)   

ه)  

و)

*****

با در دست داشتن فرمول تجربي و جرم مولكولي ميتوانيم فرمول مولكولي را به دست آوريم. براي اين كار فرمول تجربي را به صورت A و فرمول مولكولي را به صورت A_n در نظر ميگيريم كه مقدار n از تقسيم جرم مولكولي بر جرم فرمول تجربي به دست ميآيد.

مثال: فرمول تجربي استيك اسيد (جوهر سركه)  و جرم مولكولي آن برابر 60 است. فرمول مولكولي اسيد استيك را بدست آوريد.(H=1,C=12,O=16)

حل:

*****

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

**************************************************

سایت: www.youngchemist.com

مولف: محمد شاهی

نظرات، پیشنهادات و انتقادات: chemistry.shahi@gmail.com

**************************************************

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||