Встановлення найпростішої емпіричної формули

Встановлення найпростішої емпіричної формули речовини на підставі даних кількісного елементарного аналізу

За даними кількісного елементарного аналізу обчислюють процентний склад речовини, а по процентному складу – найпростішу емпіричну формулу сполуки.

Покладемо, наприклад, що при спалення 8,676 мг речовини, що містить вуглець, водень, кисень і азот, утворилося 2,740 мг води і 20,760 мг двоокису вуглецю При визначенні азоту з 8,872 мг того ж речовини отримано 0,740 мл азоту при 21 °С і 752 мм рт. ст.

Так як 44 вагу. ч. СО2 містять 12 вага ч. З, то для обчислення кількості вуглецю потрібно отриманий вага СО2 помножити на 12 /44 або 3 /11 Аналогічним чином, так як 18 вагу. ч. Н2О містять 2 вагу. ч. Н, то для обчислення кількості водню потрібно отриманий вага води помножити на 2/ 18 або 1 /9.

Вага азоту обчислюється таким чином Дослідним шляхом знайдено, що 1 мл N2 при 0 °С і 760 мм рт. cm важить 1,2507 мг У нашому досвіді азот вимірювався при 21 °Сі 752 мм. рт. ст. Крім того, у величину, що виражає знайдений об’єм азоту, необхідно ввести емпіричні поправки на тиск водяної пари над 50%- ньм розчином КОН (над яким збирався азот) і на об’єм розчину їдкого калі, змочувального стінки азотометра. Ці поправки складають в сумі 2%, і їх віднімають з знайденого обсягу азоту. Таким чином, істинний обсяг азоту в нашому випадку становить:

0,740 – 0,015 = 0,725 мл

Склавши процентні вмісту вуглецю, водню та азоту, отримаємо 78,15 %; отже, речовина містить ще 21,85 % кисню. Таким чином, речовина має наступний склад:

65,26 % З 3,50% Н; 9,39 % N і 21,85 % Про

Якщо процентний вміст кожного елемента розділити на його атомна вага, то отримані величини будуть позначати співвідношення, в яких соеди – нени атоми в молекулі досліджуваної речовини, а саме:

5,44 С; 3,47 Н; 0,67 N; 1,36 Про

Якщо розділити всі ці величини на саму меншу з них (0,67), вийде:

8,1 С; 5,2 Н; 1 N; 2 O

Отримане співвідношення атомів дуже близько до формули C8H5NO2. Процентний склад, обчислений теоретично для цієї формули, наступний:

65,31 % С; 3,40 % Н; 9,52 % N; 21,77 % Про

Якщо порівняти ці величини із знайденими за результатами аналізу, то вони виявляються співпадаючими в межах помилок, що залежать від похибок досвіду (для звичайних мікроаналітичних методів ± 0,3 %).

Посилання на основну публікацію