Эмпирическая формула в химии. Эмпирические формулы

Люди несколько тысячелетий пытаются познать устройство вселенной. Ученые разных стран всего мира и по сей день изучают структуру и взаимодействие химических элементов. Плодами их открытий мы активно пользуемся в повседневной жизни, даже не подозревая об этом. Путем многократных наблюдений и полученных статистических данных можно определить эмпирическую формулу (ЭФ) вещества, для выявления которой необходимо знать массовые доли атомов в молекуле. ЭФ дает самое простейшее описание связей элементов внутри вещества в соответствии с их процентным содержанием.

Узнайте, как получить атомное соотношение. Когда вы работаете с соединением, вам нужно вычислить более одного грамма-атома. После того, как вы нашли все граммы атома, присутствующие в соединении, следите за ними. Чтобы получить атомное отношение, вам нужно определить наименьший грамм-атом среди всех вычисленных. Затем вы разделите весь свой атом грамма на меньший грамм-атом.

Наименьший грамм-атом между этими тремя числами равен 1. . Вы должны понимать, как конвертировать атомные номера чисел в целые числа. После того, как вы получили свое атомное отношение, вам нужно преобразовать каждое десятичное число в целое. Для этого вы должны найти целое число, которое может быть умножено на каждое одиночное число в вашем атомном соотношении.

  • Умножьте числа в вашем атомном соотношении.
  • Поскольку, поскольку они не являются целыми числами, 2 не является хорошим.
Вы должны понимать, что означают эти цифры для эмпирической формулы.

Большинство органических соединений включает в себя углерод, водород и кислород, что упрощает задачу в установлении количественного состава субстанции. Естествоиспытатель Мульдер сделал интересное открытие. Он обнаружил в белках постоянство кратности атомов С, Н, О и N при исключении S и P. Анализ материи органического происхождения позволил определить точные эмпирические формулы.

Действительно, отношение в целых числах, которые мы только что вычислили, является частью эмпирической формулы. Эти три целых числа - это числа, которые мы находим, висящие у подножия каждой буквы, представляющие собой отдельный элемент соединения. Например, наша изобретенная эмпирическая формула будет выглядеть так.

Определение минимальной формулы может быть получено с помощью молекулярной формулы вещества. Однако промежуточным этапом определения молекулярной формулы является открытие минимальной формулы, также называемой эмпирической формулой, которая может быть определена следующим образом.

Сначала ученые предполагали, что каждому веществу соответствует уникальная эмпирическая формула, которая не может совпадать с другими соединениями. В 19 веке выяснилось, что формула количественного соотношения элементов может совпадать у различных субстанций, если в их число входят одинаковые составляющие в соответствующем пропорциональном соотношении. Такие вещества было принято называть изомерами. Не смотря на идентичность числа компонентов, каждая материя показывала свойственные только ей характеристики. Как оказалось, все дело в расположении атомов внутри вещества. Чем сложнее формула, тем выше количество вариаций размещения молекул. Исследователи в этой области выяснили, что определить строение больших молекул не сложно, если установить структуру определенного количества групп из двух и более атомов, которые не изменяются при перемещении от одной молекулы к другой.

Минимальная или эмпирическая формула соответствует минимальной пропорции в целых числах между атомами элементов, составляющих молекулу вещества. Поэтому соотношение атомов элементов этого соединения составляет 6: 12: Но мы могли бы сделать математическое упрощение этой пропорции, разделив числа на меньшие из них, что в случае есть. Таким образом, мы получили бы следующее соотношение 1: 2.

В этом примере молекулярная формула отличается от минимальной формулы. Однако, когда невозможно упростить числа, минимальная формула будет точно такой же, как молекулярная формула. Обратите внимание, что содержание серы равно 1, и вы не можете упростить его, чтобы он оставался целым числом.

Если иметь процентное соотношение элементов внутри химического соединения, то вычисление эмпирической формулы производится достаточно просто.

Рассмотрим следующую задачу: Найдите ЭФ вещества, в котором содержится 84,21 процент углерода и 15,79 процент водорода.

Необходимо определить грамм-атомы (количество материи, масса которой равна ее атомной массе). Для этого следует процентное содержание компоненты в соединении разделить на его атомную массу, которую можно найти в таблице Менделеева.

Но, как мы уже говорили, мы обычно определяем минимальную формулу для получения молекулярной формулы, а не наоборот, как это было сделано в этих двух примерах. Итак, как определить минимальную или эмпирическую формулу, когда мы еще не знаем молекулярную формулу чистого вещества?

Шаги для определения минимальной формулы с помощью процентной формулы в основном следующие. Вот пример того, как приступить к вычислениям. Пример: Ферриты представляют собой соединения с магнитными свойствами, используемыми в электронных компонентах. Определите минимальную формулу феррита. Разделите массы соответствующими атомными массами. Шаг 3: Получите целые числа путем деления на наименьшее из полученных чисел, которое в этом случае равно 0, 5.

  • 84,21: 12 = 7,0175 моль
  • 15,79: 1 = 15,79 моль.
  • 2. Выберите наименьшее значение грамм-атома из всех, которые вы подсчитали. В данном случае, минимальное значение составляет 7,0175 моль.
  • 3. Разделите все полученные грамм-атомы на самый маленький выявленный результат.
    7,0175: 15,79 = 1: 2,25
  • 4. Переведите последние значения отношений атомов в целые числа путем умножения каждой итоговой величины на одну и ту же цифру.
    Увеличиваем результат в 4 раза: (1*4) : (2,25*4) = 4: 9
  • 5. Получение соотношения атомов в веществе. В итоге вычисления привели к следующим пропорциям - 4: 9.
  • 6. Составление эмпирической формулы по итогам произведенных вычислений.

Мольное соотношение атомов углерода и водорода имеет следующую формулу: С4Н9

Обратите внимание, что нам не нужно было перейти к шагу 4, потому что все числа, найденные на шаге 3, уже были целыми числами. Тогда в этом случае мы переходим к шагу 4 и умножаем все числа на некоторое небольшое целое число, так как это не мешает пропорции.

Теперь мы находим минимальное соотношение, которое составляет: 1: 3.

В главе 5 он уделяет такое же внимание старейшинам, но на этот раз только для дань. Не упрекай старика, но увещевай его быть отцом твоим; младшие, быть вашими братьями. Вдовы честь - настоящие вдовы.

Рассчитать ЭФ по готовым данным не составляет особого труда. С этим справится любой желающий. Гораздо сложнее получить результат в лабораторных условиях, не имея готовых результатов проведенных исследований. Выявить формулу соединения возможно с помощью спектрометрических экспериментов путем многократных измерений.

Во многих случаях эмпирические формулы не позволяют получить полное представление о природе материи.

После нескольких стихов он указывает. Для вдовы принять женщину не моложе шестидесяти лет во главе с мужчиной. По-видимому, это касается опасности сонливости и похоти у младших. С его помощью цыплята и веселые мужчины истекают кровью, а из аптек мы покупаем его буквально за гроши, обращаясь к фармацевту за прилавком со словами. Одна бутылка кислорода, если хотите.

Это отличное дезинфицирующее средство для внешнего лечения ран, а некоторые эксцентричные целители рекомендуют его опускать в стакан воды и для приема внутрь. Какое величайшее открытие в науке, мистер Эйнштейн? Держась здорово, великий ученый ответил мудро и изобретательно.

Пусть, изучая неизвестную функциональную зависимость между у и х, мы в результате серии экспериментов измерили ряд величин и получили следующие данные:

x 0 x 1 ... xn

y 0 y 1 ... yn

Задача состоит в том, чтобы найти приближенную зависимость

значения которой при мало отличаются от опытных данных yi .Приближенная функциональная зависимость (2.59), полученная на основании экспериментальных данных, называется эмпирической формулой.

И сказал Господь Бог: вот, Адам, как один из нас, знает добро и зло; и теперь - не протягивать руку, чтобы взять с дерева жизни и по вкусу жить вечно. К сожалению, ни одна из трех упомянутых выше формул не может быть реализована в пространстве химических связей, что очень капризна и накладывает дополнительные ограничения. Существует, однако, четвертая формула, которую, к сожалению, вы никогда не найдете, и именно в этом случае решается вопрос о наличии перекиси углерода и Силактана. Эта формула основана на ранее неизвестном свойстве земной химии, простой и изящной, но также и побегающей, которая, увы, на этом этапе мне не разрешается раскрывать вам.

В разд. 2.1 отмечалось, что задача построения эмпирической формулы отличается от задачи интерполирования. График эмпирической зависимости, вообще говоря, не проходит через заданные точки , как в случае интерполяции. Это приводит к тому, что экспериментальные данные в некоторой степени сглаживаются, в то время как интерполяционная формула повторила бы все ошибки, имеющиеся в экспериментальных данных.

На мой взгляд, это лучшее упражнение для мозга, чем решение банальной кроссворда. Только что объявленные Нобелевские премии по химии и физике пошли на исследование углеродных атомов. Нобелевскую премию по химии получили три ученых, которые разработали инструмент для манипулирования атомами углерода.

Объявляя Нобелевскую премию по физике, Королевская шведская академия начала: «Углерод, основа всех известных форм жизни на Земле, снова удивил нас». Они не понимали, как вводить в заблуждение их заявление. То, что мы видели в Граффине, - это просто взгляд на чудеса, на которые способен Карбона. Особенно, что ждет очень близкого будущего!

Построение эмпирической формулы состоит из двух этапов: подбора общего вида этой формулы и определения наилучших значений содержащихся в ней параметров. Общий вид формулы иногда известен из физических соображений. Например, для упругой среды связь между напряжением σ и относительной деформацией ε определяется законом Гука: , где Е - модуль упругости; задача сводится к определению одного неизвестного параметра Е.

Прежде чем мы обнаружим тип углерода, который изменит каждый аспект нашей жизни, давайте так много и решительно рассмотрим несколько других связанных с новостями феноменов в последние недели. В последнее время среди ученых появилось волнение беспокойства об открытии того, что Солнце влияет на разложение радиоактивных элементов Земли. Было обнаружено, что какое-то нечетное излучение Солнца является причиной мутации вещества на Земле.

Углерод, как отмечалось ранее, является основным строительным блоком жизни, как мы знаем. И углерод-12 является наиболее распространенной формой карбоната, ответственным за 99% всех известных форм углерода. Это изотоп углерода, содержащий 6 протонов, 6 электронов и 6 нейтронов. 6-6.

Если характер зависимости неизвестен, то вид эмпирической формулы может быть произвольным. Предпочтение обычно отдается наиболее простым формулам, обладающим достаточной точностью. Они первоначально выбираются из геометрических соображений: экспериментальные точки наносятся на график, и примерно угадывается общий вид зависимости путем сравнения полученной кривой с графиками известных функций (многочлена, показательной или логарифмической функций и т.п.).

В кремации тело возвращается к своему состоянию углерода. Действительно, углерод связан с великим секретом жизни. «Порядок статистической проверки гипотез» 1-й этап: ОПРЕДЕЛЕНИЕ НУЛЕВОЙ И АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ГИПОТЕЗЫ. Нулевая гипотеза всегда определяется как простая гипотеза, предполагает нулевой эффект, статистически незначимые отношения и т.д. альтернативная гипотеза противопоставлена ​​нулю. Связано с утверждением, что наблюдаемый результат не может быть объяснен исключительно действием чисто случайных факторов.

Его определение зависит от чувствительности используемого статистического критерия. Исследователь определяет, какой уровень значимости будет соответствовать целям и задачам исследования, доступному объему и степени ответственности за результаты. Наиболее распространенный уровень значимости: α = 0, 05 и α = 0, 01 и очень редко может быть: α = 0.

Успех здесь в значительной мере определяется опытом и интуицией исследователя.

Простейшей эмпирической формулой является линейная зависимость

у = ах + b . (2.60)

Близость экспериментального распределения точек к линейной зависимости легко просматривается после построения графика данной экспериментальной зависимости. Кроме того, эту зависимость можно проверить путем вычисления значений ki :

Этап 3: ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО МЕТОДА ПРОВЕРКИ. Вот конкретная формула, которая вычисляет эмпирическую характеристику гипотезы. Тип теста выбирается в соответствии со стохастическим распределением эмпирической характеристики и возможностями для удовлетворения необходимых требований.

Этап 4: ПОЛУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ. Используются данные, полученные из случайной выборки. 5-й этап: РАСЧЕТ ЭМПИРИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРИТЕРИЙ. Вычислите их значение - используйте конкретную формулу и эмпирическую информацию, собранную на 4-м шаге.

Если при этом , то точки расположены приблизительно на одной прямой, и может быть поставлен вопрос о применимости эмпирической формулы (2.60). Точность такой аппроксимации определяется отклонением величин ki от постоянного значения. В частном случае равноотстоящих точек достаточно проверить постоянство разностей

Пример . Проверим возможность использования линейной зависимости для описания следующих данных.

6-й этап: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА КРИТИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКИ. Тип критической области может отличаться от одного из статистических критериев. 7-й этап: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК. Теоретическая характеристика определяется соответствующей статистической таблицей. Таблицы статистики содержат значения функции соответствующего распределения по своим значениям параметров. 8-й этап: ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ.

Заключительный этап связан с обоснованием неуказанного решения, которое заключается в принятии или отвержении нулевой гипотезы. Основой для принятия решений является сравнение численных значений эмпирической и теоретической характеристики гипотезы. Возможно, что это неверно и поэтому не доказано. Существует, однако, еще одна возможность - альтернативная гипотеза правильна, но не доказана из-за ограниченности информации. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПРОВЕДЕННЫХ СТАТИСТИЧЕСКИХ ПРОВЕРКИ - делается вывод, что упоминается уровень значимости и результат применения правила, выражающий само определение подтвержденной гипотезы.

x ... 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

y ... 1,17 1,81 2,50 3,15 3,79 4,44

Поскольку здесь xi - равноотстоящие точки , то достаточно вычислить разности : 0.64, 0.69, 0.65, 0.64, 0.65. Так как эти значения близки друг к другу, то в качестве эмпирической формулы можно принять линейную зависимость.

В ряде случаев к линейной зависимости могут быть сведены и другие экспериментальные данные, когда их график в декартовой системе координат не является прямой линией. Это может быть достигнуто путем введения новых переменных вместо х, у :

Функции и выбираются такими, чтобы точки лежали на некоторой прямой линии в плоскости (ξ, η) . Такое преобразование называется выравниванием данных .

Для получения линейной зависимости с помощью преобразования (2.61) исходная формула должна быть записана в виде



Похожие статьи