Die Summenformel einer Substanz bestimmen: 13 Schritte (mit Bildern)

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Die Summenformel ist eine wichtige Information über eine Chemikalie. Die Summenformel gibt an, welche Atome in der Substanz vorhanden sind und wie viele davon jeweils. Sie benötigen die Verhältnisformel, um die Summenformel zu berechnen, und Sie müssen auch wissen, dass der Unterschied zwischen diesen beiden Formeln eine ganze Zahl ist.

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Teil 1 von 3: Ableitung der Summenformel aus einer Verhältnisformel

1. Kennen Sie die Beziehung zwischen der Summenformel und der Verhältnisformel. Die Verhältnisformel sagt etwas über das Verhältnis der Atome innerhalb eines Moleküls aus, zum Beispiel zwei Sauerstoffatome an jedem Kohlenstoffatom. Die Summenformel sagt Ihnen, wie viel von jedem dieser Atome im Molekül vorhanden ist. Zum Beispiel ein Kohlenstoff- und zwei Sauerstoffatome (Kohlendioxid). Diese beiden Formeln beziehen sich durch eine ganze Zahl so aufeinander, dass, wenn die Verhältnisformel mit diesem Verhältnis multipliziert wird, die Summenformel herauskommt.

2. Berechnen Sie die Anzahl der Gasmole. Dies bedeutet, dass Sie das ideale Gasgesetz verwenden. Sie können die Molzahl anhand des Drucks, des Volumens und der Temperatur anhand von Daten aus Experimenten bestimmen. Die Anzahl der Mol kann nach der Formel berechnet werden: n=PV/RT.

In dieser Formel n die Anzahl der Maulwürfe, P der Druck, V die Lautstärke, T die Temperatur in Kelvin und R die Gaskonstante.

Beispiel: n=PV/RT=(0.984 atm x 1 L) / (0.08206 L atm mol-1 K-1 x 318.15 K)=0.0377 mol

3. Berechnen Sie die Molekülmasse des Gases. Dies ist nur möglich, wenn die Anzahl der im Gas vorhandenen Mole bekannt ist, unter Verwendung des idealen Gasgesetzes. Sie müssen auch wissen, wie viel Gramm eines Gases vorhanden sind. Dann dividiere die Grammzahl des Gases durch die Molzahl des vorhandenen Gases, um die Molekülmasse zu bestimmen.

Beispiel: 14,42 g / 0,0377 mol=382,49 g/mol

4. Addiere die Atommassen aller Atome in der Verhältnisformel. Jedes Atom in der Verhältnisformel hat seine eigene Atommasse. Dieser Wert befindet sich am unteren Rand der Box dieses Elements im Periodensystem. Addiere diese Massen zusammen, um die Masse der Verhältnisformel zu erhalten.

Beispiel: (12,0107 g x 12) + (15,9994 g x 1) + (1,00794 g x 30) = 144,1284 + 15,9994 + 30,2382 = 190.366 g

5. Bestimmen Sie das Verhältnis zwischen der Molekülmasse und der der Verhältnisformel. Damit kannst du bestimmen, wie oft die Masse gemäß der Verhältnisformel in das eigentliche Molekül geht. Wenn Sie das wissen, wissen Sie auch, wie oft die Verhältnisformel in die Summenformel eingeht. Dies sollte eine ganze Zahl sein. Wenn das Verhältnis keine ganze Zahl ist, müssen Sie es runden.

Beispiel: 382,49 / 190.366=2.009

6. Multiplizieren Sie die Verhältnisformel mit dem Verhältnis. Multiplizieren Sie die Indizes der Verhältnisformel mit dem Verhältnis. Dadurch erhältst du die Summenformel. Beachten Sie, dass für jede Substanz mit einem Verhältnis von `1` die Verhältnisformel und die Summenformel gleich sind.

Beispiel: C12OH30 x 2=C24O2H60

Teil 2 von 3: Bestimmung der Verhältnisformel

1. Bestimmen Sie die Masse jedes vorhandenen Atoms. Manchmal wird die Masse jedes Atoms angegeben. An anderer Stelle wird nur die Masse in Prozent angegeben. Wenn dies der Fall ist, nehmen Sie an, dass es sich um eine 100-g-Probe des Stoffes handelt. Damit können Sie den Massenprozentsatz als tatsächliche Masse in Gramm schreiben.

Beispiel: 75,46 g C, 8,43 g O, 16,11 g H

2. Konvertieren Sie die Massen in die Anzahl der Mole. Sie müssen die Molekülmasse jedes Elements in mol umrechnen. Teilen Sie dazu die Molekülmasse durch die Atommasse des jeweiligen Elements. Sie finden die Atommasse am unteren Rand der Box dieses Elements im Periodensystem.

Beispiel:

75,46 g C x (1 mol / 12,0107 g) = 6,28 mol C

8,43 g O x (1 mol / 15,9994 g) = 0,53 mol O

16,11 g H x (1 mol / 1,00794) = 15,98 mol H

3. Teilen Sie jeden Molwert durch den kleinsten Molwert. Sie müssen die Mole jedes einzelnen Elements durch die kleinste molare Menge aller in der Verbindung vorhandenen Elemente dividieren. Es ermöglicht Ihnen, die einfachsten Molverhältnisse zu bestimmen. Dies ist gültig, weil das Element, das in der geringsten Menge vorhanden ist, auf „1“ gesetzt wird und die entsprechenden Anteile der anderen Elemente in der Verbindung angibt.

Beispiel: Die kleinste molare Menge ist Sauerstoff mit 0,53 mol.

6,28 mol/0,53 mol = 11,83

0,53 mol/0,53 mol=1

15.98 mol/0.53 mol=30.15

Bildtitel Find Molecular Formula Step 10

4. Runde die Molwerte auf ganze Zahlen. Diese Zahlen werden zu den Indexen der Verhältnisformel. Auf die nächste ganze Zahl runden. Nachdem Sie diese Zahlen ermittelt haben, können Sie die Verhältnisformel aufschreiben.

Beispiel: die Verhältnisformel wird dann C12OH30

11.83=12

1=1

30.15=30

Teil 3 von 3: Die chemische Formel verstehen

Bildtitel Find Molecular Formula Step 11

1. Verstehen Sie, wie eine Verhältnisformel funktioniert. Eine Verhältnisformel gibt Auskunft über das Verhältnis eines Atoms zum anderen in einem Molekül. Dies gibt Ihnen keine Auskunft darüber, wie viele Atome genau im Molekül vorhanden sind. Die Verhältnisformel gibt dir auch keine Auskunft über die Struktur und Bindung der Atome in einem Molekül.

Bildtitel Find Molecular Formula Step 12

2. Wissen Sie, was eine Summenformel Ihnen sagt. Wie die Verhältnisformel gibt die Summenformel keine Auskunft über die Bindung und Struktur eines Moleküls. Aber im Gegensatz zur Verhältnisformel gibt die Summenformel Auskunft darüber, wie viel von jedem Atom im Molekül vorhanden ist. Verhältnisformel und Summenformel stehen in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander.

Bildtitel Find Molecular Formula Step 13

3. Strukturformeln verstehen. Strukturformeln liefern noch mehr Informationen als Summenformeln. Strukturformeln geben neben der Anzahl der Atome in einem Molekül auch Auskunft über die Bindungen und den Aufbau des Moleküls. Diese Informationen sind entscheidend, um zu verstehen, wie das Molekül reagiert.