Kas ir empīriskās formulas?

Ja zinātnieki var izveidot savienojumu un zina reaģentu sastāvu vai vielas, kas reaģē, viņi var noteikt produkta empīrisko formulu. Viņi veic reakciju, lai ražotu produktu, neatstājot nekādas nereaģētas izejvielas. Viņi arī uzrauga reaģentu proporcijas, kas nonāk reakcijā. Ir svarīgi, lai viņi zinātu reaģentu molekulu proporciju, nevis masas vai tilpuma proporciju, jo šie mērījumi dažādām molekulām var atšķirties. Reaģentu proporcija norāda atomu proporciju produktā, jo visas molekulas, ko tie ievieto, tiek izmantotas reakcijā.

Vēl viena empīrisko formulu noteikšanas metode ir izraisīt savienojuma reakciju ar citu vielu un novērot reakcijas produktus. Zinātnieki parasti izmanto šo metodi, lai analizētu ogļūdeņražus, vielas, kas satur tikai oglekļa un ūdeņraža atomus. Tie sadedzina nezināmus ogļūdeņražus un savāc reakcijas rezultātā iegūto oglekļa dioksīdu un ūdens tvaikus.

Kad ogļūdeņradis sadedzina, tas reaģē ar skābekli; reakciju var attēlot kā A CfHg + B O2 –> D CO2 + E H2O, kur A, B, D un E norāda molekulu proporcijas reakcijā un f un g apzīmē oglekļa un ūdeņraža proporcijas ogļūdeņražā.. Eksperimenta veicēji mēra oglekļa dioksīda un ūdens tvaiku masu. Tad viņi dala šos skaitļus ar attiecīgo savienojumu molekulmasu. Oglekļa dioksīdam iegūtais skaitlis ir tāds pats kā oglekļa atomu skaits, taču tiem ūdens molekulu skaits jāreizina ar divi, lai iegūtu ūdeņraža molekulu skaitu. Viņi atrod mazākos veselos skaitļus, kas saglabā C un H proporciju, un tie ir f un g vienādojumā: empīriskās formulas apakšindeksi.

Empīriskās formulas nenorāda precīzu molekulas struktūru. Piemēram, acetilēns un benzols ir ogļūdeņraži, kas satur vienādu skaitu oglekļa un ūdeņraža atomu, tāpēc katra empīriskā formula ir CH. Acetilēna molekulārā formula ir C2H2, savukārt benzola molekulārā formula ir C6H6. Viņiem ir ļoti atšķirīgas īpašības, neskatoties uz to, ka tiem ir viena un tā pati empīriskā formula. Acetilēns ir ļoti sprādzienbīstama gāze, ko izmanto griešanai un metināšanai; sešu oglekļa benzola gredzeni ir aromātisko vielu galīgā sastāvdaļa un atrodas daudzās molekulās, kas ir atbildīgas par garšu un smaržu.