Calcola la formula più semplice dalla composizione percentuale

Questo è un esempio di problema chimico risolto per calcolare la formula più semplice dalla composizione percentuale.

Formula più semplice dal problema di composizione percentuale

La vitamina C contiene tre elementi: carbonio, idrogeno e ossigeno. L'analisi della vitamina C pura indica che gli elementi sono presenti nelle seguenti percentuali di massa:

• C = 40,9
• H = 4,58
• O = 54,5

Usa i dati per determinare la formula più semplice per la vitamina C.

Soluzione

Vogliamo trovare il numero di moli di ciascun elemento al fine di determinare i rapporti tra gli elementi e la formula. Per semplificare il calcolo (ovvero, lasciare che le percentuali si convertano direttamente in grammi), supponiamo di avere 100 g di vitamina C. Se ti vengono fornite percentuali di massa, sempre lavorare con un ipotetico campione da 100 grammi. In un campione da 100 grammi, ci sono 40,9 g C, 4,58 g H e 54,5 g O. Ora, cerca le masse atomiche per gli elementi dalla tavola periodica. Le masse atomiche sono risultate essere:

• H è 1,01
• C è 12.01
• O è 16.00

Le masse atomiche forniscono un fattore di conversione in moli per grammo. Utilizzando il fattore di conversione, possiamo calcolare le moli di ciascun elemento:

• moli C = 40,9 g C x 1 mol C / 12.01 g C = 3,41 mol mol
• moli H = 4,58 g H x 1 mol H / 1,01 g H = 4,53 mol H
• moli O = 54,5 g O x 1 mol O / 16,00 g O = 3,41 mol O

I numeri di moli di ciascun elemento sono nello stesso rapporto del numero di atomi C, H e O nella vitamina C. Per trovare il rapporto del numero intero più semplice, dividi ogni numero per il numero più piccolo di moli:

• C: 3.41 / 3.41 = 1.00
• H: 4,53 / 3,41 = 1,33
• O: 3,41 / 3,41 = 1,00

I rapporti indicano che per ogni atomo di carbonio esiste un atomo di ossigeno. Inoltre, ci sono 1,33 = 4/3 atomi di idrogeno. (Nota: la conversione del decimale in una frazione è una questione di pratica! Sai che gli elementi devono essere presenti in rapporti di numero intero, quindi cerca le frazioni comuni e familiarizza con gli equivalenti decimali per le frazioni in modo da poterli riconoscere.) Un altro modo esprimere il rapporto atomico significa scriverlo come 1 C: 4/3 H: 1 O. Moltiplicare per tre per ottenere il rapporto del numero intero più piccolo, che è 3 C: 4 H: 3 O. Pertanto, la formula più semplice di la vitamina C è C₃H₄O₃.

Risposta

C₃H₄O₃

Secondo esempio

Questo è un altro esempio di problema chimico risolto per calcolare la formula più semplice dalla composizione percentuale.

Problema

La cassiterite minerale è un composto di stagno e ossigeno. L'analisi chimica della cassiterite mostra che le percentuali di massa di stagno e ossigeno sono rispettivamente 78,8 e 21,2. Determina la formula di questo composto.