FORMULA MOLECOLARE: COME OTTENERLA, ESEMPI ED ESERCIZI - CHIMICA - 2025

La formula molecolare è una rappresentazione di una molecola di un composto, in cui gli atomi di tutti gli elementi presenti nel composto e il numero di essi sono indicati dai loro simboli chimici. Ogni atomo è accompagnato da un pedice.

La formula molecolare ha il limite di non indicare i legami dei diversi atomi della molecola, né la loro relazione spaziale; proprio come fa la formula strutturale. In alcuni casi, non è specifico, ad esempio: C ₆ H ₁₂ O ₆ è la formula molecolare di glucosio, galattosio e fruttosio.

Infiniti composti isomerici possono essere ottenuti dalla stessa formula molecolare. Ciò corrisponde a un composto organico variabile di alta massa molecolare. Fonte: Gabriel Bolívar.

Esiste una serie di regole per la disposizione degli atomi in una formula molecolare. Per i sali ionici, ad esempio il cloruro di sodio, viene posizionato prima il simbolo del catione (Na ⁺ ) e poi il simbolo dell'anione (Cl ^- ). Questo è il motivo per cui la formula molecolare del cloruro di sodio è NaCl.

La formula molecolare dei composti organici si scrive inserendo prima il simbolo del carbonio (C), seguito dal simbolo dell'idrogeno (H) e poi gli atomi rimanenti. Ad esempio, la formula molecolare dell'acido acetico è C ₂ H ₄ O ₂ .

Come ottenere la formula molecolare

L'ottenimento della formula molecolare di un composto si basa sulla precedente definizione della sua formula minima o empirica. Per questo motivo, i passaggi iniziali per ottenere entrambe le formule sono comuni.

Primo passo

È normale esprimere la massa degli elementi di un composto chimico in una forma percentuale. Occorre quindi effettuare un semplice calcolo per trasformare le percentuali di massa dei diversi elementi nelle loro masse espresse in grammi.

Secondo passo

Conoscendo la massa in grammi di ciascuno degli elementi e la loro massa atomica, il numero relativo di ciascun atomo o il numero di moli di ciascun atomo può essere ottenuto dividendo la massa di ciascuno dei diversi elementi per la loro massa atomica.

Terzo passaggio

Dividi i numeri relativi di tutti gli atomi per il numero relativo con il valore più piccolo. I valori della proporzione minima devono essere numeri interi. Nel caso in cui un valore della proporzione contenga un decimale, è necessario apportare una correzione per far scomparire quel decimale.

La correzione consiste nel moltiplicare tutti i valori della proporzione per un numero che restituisce tutti i valori a numeri interi. Ad esempio, se un valore della proporzione minima è 1,25, tutti i valori devono essere moltiplicati per quattro (4). Poiché 1,25 moltiplicato per 4 è uguale a 5, un numero intero.

Quarto passo

Verranno posizionati tutti i simboli chimici degli elementi del composto e con il corrispondente pedice; cioè il valore della proporzione minima dell'elemento.

Quinto passo

La formula minima di un composto può essere trasformata nella sua formula molecolare ottenendo il rapporto tra il peso molecolare del composto e il peso della sua formula minima (n). Questa relazione è la stessa di quella tra la formula molecolare e la formula minima.

n = peso molecolare del composto / peso della formula minima

Per ottenere la formula molecolare, moltiplicare la formula minima per n. Ciò implica che ciascuno dei pedici della formula minima deve essere moltiplicato per n.

n = Peso molecolare / Peso minimo della formula

= Formula molecolare / Formula minima

Formula molecolare = formula minima

Esempi di formule molecolari

Di seguito sono elencate alcune formule molecolari comuni:

-Ossido ferroso (FeO)

-Idrossido di sodio (NaOH)

-Ossido di potassio (K ₂ O)

-Ossido cloridrico (Cl ₂ O ₇ )

-Idrossido di ferro

-Calcio cloruro (CaCl ₂ )

-Acido cloridrico (HCl)

-Solfato di sodio (N ₂ SO ₄ )

-Acido solforico (H ₂ SO ₄ )

-Acido perbromico (HBrO ₄ )

-Cloruro di alluminio (AlCl ₃ )

-Metano (CH ₄ )

-Propano (C ₃ H ₈ )

-Etano (C ₂ H ₆ )

-Alcol etilico (C ₂ H ₆ O)

-Acido acetico (C ₂ H ₄ O ₂ )

-Benzene (C ₆ H ₆ )

-Glucosio (C ₆ H ₁₂ O ₆ )

Esercizi risolti

- Esercizio 1

Il metil benzoato ha le seguenti percentuali di massa:

C: 70,57%,

H: 5,93%

Oppure: 23,49%

E un peso molecolare di 136,1 g / mol. Determina la formula molecolare.

Primo passo

Il primo passo è esprimere le percentuali di massa degli elementi nelle loro masse in grammi, sapendo che le percentuali di massa sono in relazione al peso molecolare.

Dei 136,1 grammi corrispondenti alla mole del composto, il 70,57% rappresenta solo carbonio. E così via con i restanti elementi:

Massa di carbonio = 136,1 g (70,57 / 100)

= 96,05 g

Massa di idrogeno = 136,1 g (5,93 / 100)

= 8,06 g

Massa di ossigeno = 136,1 (23,49 / 100)

= 31,96 g

Secondo passo

Quando si elabora la formula molecolare, è necessario determinare il numero relativo di atomi (NRA). Per fare ciò, le masse degli elementi sono divise per le loro masse atomiche:

NRA (C) = 96 g / 12 g

= 8

NRA (H) = 8 g / 1 g

= 8 g

NRA (O) = 32 g / 16 g

= 2

Terzo passaggio

Dobbiamo quindi calcolare le proporzioni minime degli elementi (PME). Per fare ciò, tutti i valori NRA vengono divisi per il valore NRA più basso:

PME (C) = 8/2

= 4

PME (H) = 8/2

= 4

PME (O) = 2/2

= 1

Quarto passo

Scrivi la formula minima per il metil benzoato, basata sul fatto che i pedici degli elementi sono le loro proporzioni minime calcolate:

C ₄ H ₄ O

Quinto passo

Infine, deve essere stabilita la formula molecolare del metil benzoato. Calcoliamo quindi n:

n = peso molecolare / peso formula minimo

Il peso della formula minima è 68 g / mol:

= 136,1 g / 68 g

n ≈ 2

Formula molecolare = 2 formula minima

= 2 C ₄ H ₄ O

Formula molecolare del metil benzoato = C ₈ H ₈ O ₂

- Esercizio 2

Le percentuali degli elementi che compongono il benzene sono le seguenti:

C: 92,36%

H: 7,64%.

Il peso molecolare del benzene è 78 g / mol. Determina la sua formula molecolare.

Primo passo

Trasforma le percentuali di massa degli elementi nelle loro masse in grammi:

Massa di carbonio = 78 g (92,36 / 100)

= 72,04 g

Massa di idrogeno = 78 g (7,64 / 100)

= 5,96 g

Secondo passo

Calcolo del numero relativo di atomi (NRA). Per fare ciò, le masse degli elementi sono divise per le loro masse atomiche:

NRA (C) = 72 g / 12 g

= 6

NRA (H) = 6 g / 1 g

= 6

Terzo passaggio

Calcolo dei valori della proporzione minima degli elementi (PME). Viene calcolato dividendo i valori NRA di tutti gli articoli per il valore NRA più piccolo:

PME (C) = 6/6

= 1

PME (H) = 6/6

= 1

Quarto passo

Scrivi la formula minima per il benzene, tenendo conto che i pedici degli elementi sono i valori della proporzione minima calcolata.

Formula minima del benzene: CH

Quinto passo

Determinazione della formula molecolare calcolando la relazione tra la massa molecolare e la massa della formula minima:

n = Peso molecolare / Peso della formula minima

= 78 g / 13 g

n = 6

Formula molecolare = formula minima

= 6CH

= C ₆ H ₆

Riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica (8 ° ed.). CENGAGE Apprendimento.
2. Wikipedia. (2020). Formula chimica. Estratto da: en.wikipedia.org
3. Apprendimento illimitato. (Sf). Formule molecolari. Estratto da: course.lumenlearning.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (29 settembre 2019). Calcola formule empiriche e molecolari. Estratto da: thoughtco.com
5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2020). Come utilizzare le formule empiriche per trovare le formule molecolari. Estratto da: dummies.com