Что значит эмпирическая формула в химии
Эмпирическая формула
Содержание
В экономике
Эмпирические формулы не выводятся математически и не имеют особого смысла в научном понимании. Они только «подгоняют» теоретические значения к эмпирическим, полученным опытным путем. Форму такой зависимости подбирает исследователь. Он же определяет конкретные значения параметров эмпирической формулы.
В химии
В физике
Эмпирической формулой называется математическое уравнение, полученное опытным путём, методом проб и ошибок или как приближённая формула из экспериментальных данных. Таким образом, на момент открытия оно не имеет известного теоретического обоснования. В частности, размерности используемых и вычисляемых в формуле величин не соответствуют друг другу. Другой характерной особенностью таких формул, выражающих эмпирические закономерности, является наличие эмпирических коэффициентов — специально подобранных параметров эмпирической формулы. Эмпирическая формула также может являться простым аналогом более сложного точного теоретического соотношения. В большой степени понятия эмпирическая и феноменологическая формула пересекаются.
Эмпирические формулы широко распространены в прикладных исследованиях, также они появляются в быстро развивающихся отраслях науки, но в этом случае они со временем заменяются точными формулами при накоплении достаточного количества знаний. Одним таким примером является формула Ридберга для длин волн спектральных линий водорода. Предложенная в 1888 году, она прекрасно предсказывала длины волн лаймановской серии, хотя никто не знал, почему она работает, пока Бор в 1913 году не создал свою модель атома водорода.
Ссылки
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Эмпирическая формула» в других словарях:
эмпирическая формула — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN cut and try formula … Справочник технического переводчика
эмпирическая формула — empirinė formulė statusas T sritis chemija apibrėžtis Formulė, rodanti junginio elementų paprasčiausią kiekybinį santykį. atitikmenys: angl. empirical formula rus. эмпирическая формула … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
эмпирическая формула — empirinė formulė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. empirical formula vok. empirische Formel, f rus. эмпирическая формула, f pranc. formule empirique, f … Fizikos terminų žodynas
Формула Ридберга — в том виде, в котором она была представлена в ноябре 1888 года Формула Ридберга эмпирическая формула, описывающая длины волн в спектрах излучения атомов химических элементов. Предложена шведским учёным Йоханнесом Ридбергом и предста … Википедия
Формула Дарси — Формула Вейсбаха[1] в гидравлике эмпирическая формула, определяющая потери напора или потери давления при развитом турбулентном течении несжимаемой жидкости на гидравлических сопротивлениях (предложена Юлиусом Вейсбахом (англ.) в 1855… … Википедия
Формула Прони — Формула Прони это исторически важная формула в гидравлике, применявшаяся для расчётов потерь напора на трение при течении жидкости по трубам. Это эмпирическая формула, полученная французом Гаспаром де Прони в XIX веке: где hf потери… … Википедия
Формула Хазена — Вильямса эмпирическая формула, устанавливающая связь свойств потока воды в трубопроводе с физическими свойствами трубы и падением давления вследствие трения. Формула используется при конструировании водопроводных систем[1], таких как… … Википедия
Формула перемен — Формула перемен эмпирическая формула, описывающая модель для оценки сил, влияющих на успех или неудачу программы организационных изменений. Была разработана Ричардом Бекхардом и Дейвидом Глейтчером и иногда называется Формулой Глейчера. D x … Википедия
ФОРМУЛА — (1) символическая запись, состоящая из цифр, букв и специальных знаков, расположенных в определённом порядке, и являющаяся точным определением какого либо закона, отношения, процесса, явления и т. п., которое приложимо в определённых условиях ко… … Большая политехническая энциклопедия
Формула Борда — В гидродинамике, формула (теорема) Борда Карно это эмпирическая формула, описывающая потери энергии (или напора) жидкости, происходящие при местном расширении потока. Эта формула, в отличие от уравнения Бернулли для идеальной жидкости … Википедия
Урок 12. Элементный анализ
В уроке 12 «Элементный анализ» из курса «Химия для чайников» рассмотрим анализ химического состава вещества; научимся определять эмпирическую формулу соединения; кроме того разберем кучу примеров на нахождение весовых процентов и формулы вещества. Данный урок потребует от вас знания, что из себя представляет молекулярная формула соединения, а так же общих сведений, изложенных в первой главе «Атомы, молекулы и ионы». Обязательно прочитайте о законе сохранения массы и энергии, потому что все уроки из данного раздела посвящены именно ему.
Анализ химического состава вещества
Пример 1: При сжигании неизвестного углеводорода массой 25 г образуется 68,58 г CO2 и 56,15 г H2O. Сколько граммов углерода и водорода содержится в исходном образце?
Атомная масса C равна 12,011 г/моль, а молекулярная масса CO2 равна 12,011 + 2×15,999 = 44,010 г/моль. Сначала найдем относительное содержание C в CO2:
Если 27,29% CO2 представляют собой углерод, то количество углерода, содержащееся в 68,58 г CO2, равно
Аналогичный расчет содержания H в воде дает
Проверка: 18,72 г + 6,283 г = 25,00 г
Пример 2: Сколько граммов C содержится в 100 г образца углеводорода, рассмотренного в примере 1?
Пример 3: Каков состав (в весовых процентах) углеводорода, рассматриваемого в примере 1?
Если нам известен состав вещества в весовых процентах, можно воспользоваться атомными массами входящих в него элементов и вычислить относительное число атомов каждого элемента в соединении.
Пример 4: Вычислите относительное число атомов C и H в соединении, рассматриваемом в примере 3.
Такие вычисления легче проводить, исходя из 100,0 г вещества: тогда весовые проценты, в которых выражен элементный состав соединения, можно просто заменить на такое же число граммов соответствующих элементов (ср. примеры 3 и 2). Теперь разделим массу C и массу H на их атомные массы:
Таковы относительные количества молей C и H в неизвестном углеводороде, и вот тут-то мы убедимся, насколько удобно пользоваться представлением о моле. Полученные выше численные значения должны также выражать относительные количества атомов углерода и водорода в соединении, то есть на каждые 6,234 атома углерода в неизвестном углеводороде приходится 24,92 атома водорода. Если мы попытаемся найти общее кратное этих двух чисел, то окажется, что они находятся в соотношении 1:4. Разделив оба числа на меньшее из них (16,234), мы найдем, на каждый атом углерода приходится 24,92/6,234=3,997, т.е 4 атома водорода.
Пример 5: Жидкость содержит 11,19 вес.% водорода и 88,81 вес.% кислорода. Каковы относительные количества атомов водорода и кислорода в этой жидкости?
Рассмотрим снова 100 г вещества и вычислим количество молей каждого элемента, входящего в его состав:
Разделим оба числа на меньшее из них, чтобы найти общее кратное и тогда мы получим, что на каждый атом кислорода приходится по два атома водорода.
Пример 6 решаем самостоятельно: Обычный лабораторный растворитель, углеводород, содержит 92,26 вес.% углерода и 7,74 вес.% водорода. Каковы относительные количества атомов углерода и водорода в этом соединении?
Ответ: на 1 атом углерода приходится по 1 атому водорода
Эмпирическая формула вещества
Химическая формула, указывающая относительные количества атомов каждого из элементов в соединении при помощи целых чисел, не имеющих общего кратного, называется эмпирической формулой соединения. Элементный анализ вещества приводит именно к эмпирической формуле соединения, а не к молекулярной формуле, которая может совпадать с эмпирической формулой, но может представлять собой ее целое кратное. Для метана и воды эмпирические формулы совпадают с молекулярными формулами CH4 и H2O. Например вещество из примера 6 имеет эмпирическую формулу CH, но молекулярная формула может представлять собой бензол С6H6, ацетилен C2H2 или любой из пяти других, менее распространенных углеводородов, молекулы которых изображены на рисунке 2-2.
Определение формулы вещества
Закрепим полученные знания заключительным примером:
Глюкоза содержит 40,00 вес.% углерода, 6,71 вес.% водорода и 53,29 вес.% кислорода. Каковы ее эмпирическая и молекулярная формулы, если из других экспериментов известно, что глюкоза имеет молекулярную массу, приблизительно равную 175 г/моль?
Найдем сначала число молей каждого элемента, приходящихся на 100 г глюкозы:
Очевидно, что эмпирическая формула вещества должна иметь вид CH2O. Найденной эмпирической формуле глюкозы соответствует молекулярная масса
Приближенная молекулярная масса из экспериментов почти в 6 раз превышает это значение, поэтому можно сделать вывод, что молекулярная формула глюкозы имеет вид C6H12O6.
Урока 12 «Элементный анализ» очень важный, поэтому если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.
Химическая формула – определение, виды и примеры
Определение химической формулы
Химическая формула представляет собой обозначение, используемое учеными, чтобы показать количество и тип атомов, присутствующих в молекула, используя атомарные символы и числовые индексы. Химическая формула представляет собой простое письменное представление существующей трехмерной молекулы. Химическая формула описывает вещество, вплоть до точных атомов, из которых оно состоит. Существует три основных типа химической формулы: эмпирическая формула, молекулярная формула и структурная формула.
Каждая из этих химических формул предоставляет немного различную информацию о составе вещества и подсказывает его трехмерную форму и то, как оно будет взаимодействовать с другими молекулами, атомами и ионами. В химической формуле буквы представляют атомный символ каждого атома. Нижний индекс (ниже) представляет номер каждого атома, в то время как верхний индекс (выше) представляет заряд на данном атоме. Коэффициент перед химической формулой представляет столько единиц молекулы. Каждый из различных типов химической формулы читается немного по-разному.
Типы химической формулы
Эмпирическая формула
Эмпирическая химическая формула представляет относительное число атомов каждого элемента в соединении. Некоторые соединения, такие как вода, имеют одинаковую эмпирическую и молекулярную формулу, потому что они малы и имеют одинаковое соотношение атомов в молекулах и число атомов в молекуле. Эмпирическая и молекулярная формула для воды выглядит следующим образом:
Эмпирическая формула определяется весом каждого атома в молекуле. Поэтому для немного большей молекулы, такой как перекись водорода, эмпирическая формула показывает только соотношение атомов. В этом случае:
Тем не менее, эта эмпирическая химическая формула показывает только базовую основу молекулы. В действительности две молекулы HO: собираются вместе, образуя молекулу перекиси водорода.
Молекулярная формула
Молекулярная формула показывает фактическое количество атомов в каждой молекуле. Таким образом, для перекиси водорода молекулярная формула, таким образом:
H2O2
Как видите, это несколько сбивает с толку фактическую структуру перекиси водорода. В то время как эмпирическая химическая формула дает понять, что молекула имеет два атома кислорода, связанных вместе в середине, молекулярная формула не проясняет это вообще. Тем не менее, молекулярная формула часто используется для описания молекул просто потому, что это удобно, и большинство молекул можно найти после того, как их формула идентифицирована.
Структурная формула
Структурная формула молекулы – это химическая формула с более художественным уклоном. В этих химических формулах показаны фактические связи между молекулами. Это помогает читателю понять, как различные атомы связаны, и, следовательно, как молекула функционирует в пространстве. Есть много различных структурных химических формул для рассмотрения.
Самый простой, метод электронных точек, использует двоеточия и точки, чтобы показать связи между атомами. Каждое двоеточие представляет собой пару электронов, распределенных между атомами по обе стороны от толстой кишки. Эта формула более точно отражает фактическое расположение атомов в молекуле. В случае воды формула электронной точки будет выглядеть следующим образом:
Н: О: Н
Другая химическая формула, формула линии связи, также показывает связи между атомами. Вместо того, чтобы показывать каждый общий электрон, используется линия для обозначения электронной пары, общей для атомов. Вода в формуле линии связи выглядит следующим образом:
Ученые придумали гораздо более продвинутую формулу и представления молекул, включая трехмерные модели типа «шарик-палка», модели заполнения пространства и даже модели, которые учитывают электронную плотность моделируемых атомов. Эти передовые модели учитывают не только присутствующие атомы и их количество, но и углы, размеры и расстояния между атомами в молекуле. Модель воды в виде шарика и стержня ниже даже показывает полярность молекулы, поскольку большой атом кислорода имеет тенденцию притягивать большинство электронов.
Молекулярная масса из химической формулы
Одним из важных навыков, полученных из химической формулы, является расчет молекулярной массы. Молекулярная масса молекулы является суммой всех различных атомов внутри. Каждое вещество имеет определенную молекулярную массу, определяемую его конкретной структурой.
Чтобы определить молекулярную массу вещества, рассмотрим химическую формулу. Формула легко отображает каждый присутствующий атом. Обязательно умножьте на количество атомов каждой молекулы. Индексы на каждом атоме будут указывать, сколько их. Некоторые большие молекулы с несколькими похожими группами покажут группам что-то вроде примера ниже:
C (OH) 4
В этом случае существует четыре группы (ОН), а не 4 атома водорода. Убедитесь, что вы учитываете это при расчете молекулярной массы. Молекулярная масса может использоваться для идентификации веществ, правильного взвешивания веществ для экспериментов и выполнения ряда расчетов, связанных с энергией, участвующей в химических реакциях. Ученые часто используют химическую формулу в качестве хранилища большей части этой информации, без необходимости объяснять основную химию в каждой статье.
Вывод эмпирических формул
Молекулярная химическая формула отражает качественный и количественный состав молекул вещества.
| Эмпирическая формула — формула, отражающая простейшее целочисленное отношение элементов, которые содержатся в веществе |
Для вывода эмпирической формулы достаточно знать массовые доли элементов вещества (его количественный состав).
Пример 1. Написать эмпирическую формулу оксида марганца MnxOy, в котором марганца содержится 63,5%.
Как видим, составление эмпирической формулы вещества является достаточно простой задачей.
Немного более сложной задачей является составление молекулярной (или истинной) формулы вещества.
Для составления молекулярной формулы необходимо знать, кроме количественного состава вещества, еще его молекулярную массу.
Примеры составления молекулярных формул приведены на странице «Написание формулы по массовым долям».
Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:
Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе
Разница между эмпирическими и молекулярными формулами
В ключевое отличие между эмпирическими и молекулярными формулами заключается в том, что эмпирическая формула дает только простейшее соотношение атомов, тогда как молекулярная формула дает точное колич
Содержание:
В ключевое отличие между эмпирическими и молекулярными формулами заключается в том, что эмпирическая формула дает только простейшее соотношение атомов, тогда как молекулярная формула дает точное количество каждого атома в молекуле.
Что такое эмпирические формулы?
Видео 01: Эмпирическая формула
Далее, Ca3(PO4)2 также является эмпирической формулой. В ионном соединении мы можем легко написать формулу, поменяв местами заряды каждого иона, и это автоматически даст номер каждого иона в молекуле. Также мы можем написать эмпирические формулы для макромолекул. При написании эмпирических формул для полимеров мы пишем повторяющуюся единицу, а затем используем букву «n», чтобы сказать, что в полимере может быть n повторяющихся единиц. Однако мы не можем использовать эмпирическую формулу для определения массы, структуры или изомеров молекулы, но она полезна для аналитических целей.
Что такое молекулярные формулы?
Обычно мы используем молекулярную формулу в химических реакциях или при документировании любых химических деталей. Просто взглянув на молекулярную формулу, мы можем получить много информации о молекуле. Например, мы можем рассчитать молекулярную массу. Кроме того, если это ионное соединение, мы можем предсказать, что это за ионы и сколько их будет высвобождаться при растворении в воде.
Видео 02: Сравнение молекулярных и эмпирических формул
Кроме того, мы можем предсказать степень окисления каждого атома, то, как они будут реагировать в реакции, и полученные продукты, используя молекулярные формулы. Однако, исходя только из молекулярной формулы, мы не можем предсказать точное расположение молекул. Потому что иногда для одной молекулярной формулы существует несколько структурных формул. Это «изомеры». Изомеры имеют одинаковую молекулярную формулу, но могут отличаться от связности атомов (структурные изомеры) или пространственного расположения атомов (стереоизомеры). Итак, глядя на молекулярную формулу, мы можем записать все возможные изомеры для молекулы.
В чем разница между эмпирическими и молекулярными формулами?
Для определенной молекулы или макромолекулы мы можем написать эмпирическую формулу. Однако молекулярная формула является более подробной формой. Ключевое различие между эмпирическими и молекулярными формулами состоит в том, что эмпирическая формула дает только простейшее соотношение атомов, тогда как молекулярная формула дает точное количество каждого атома в молекуле.