Molekulový a empirický vzorec z procentuálního složení Jak určit chemický vzorec, pokud máme zadáno jen procentuální složení dané molekuly?

Eugenol je hlavní složkou hřebíčkového oleje. Má molární hmotnost 164,2 gramů na mol a obsahuje 73,14 % uhlíku a 7,37 % vodíku. Zbytek je kyslík. Jaký je empirický a molekulový vzorec eugenolu? A jen pro zopakování: Empirický vzorec je nejjednodušší poměr mezi atomy molekuly. A to uvidíme za chvilku. A molekulový vzorec udává skutečný počet atomů v molekule. Tak to vyřešme. Takže první věc, co nám zadali, je molární hmotnost eugenolu, 164,2 gramů na mol. Abychom si to zjednodušili, předpokládejme, že máme 1 mol eugenolu. A jen pro zopakování: Mol je opravdu velké číslo. Je to jako říct, že máme milion molekul eugenolu, ale mol je dokonce ještě větší číslo. A víme, že molární hmotnost eugenolu... Pokud bychom měli tolik molekul eugenolu, pak by – vzhledem k tomu, že máme 1 mol – vážily 164,2 gramů. Takže jiným způsobem je říci, že máme 164,2 gramů eugenolu. Zadávají nám složení. Říkají nám, kolik máme procent uhlíku a vodíku. A zbytek je kyslík. Takže pokud předpokládáme, že máme mol eugenolu, a víme, že mol má hmotnost 164,2 gramů, můžeme použít tato procenta a vypočítat, jaká je hmotnost uhlíku, vodíku a kyslíku. Tak to pojďme vypočítat. Začněme s tímto. Takže 164,2 gramů eugenolu krát – udělám to jinou barvou – krát 73,14 %. To nám řekne, jakou je hmotnost uhlíku, se kterým pracujeme. Tak to pojďme vypočítat. Takže hmotnost uhlíku... Vytáhnu kalkulačku. Takže máme 164,2 krát... Takže 73,14 % je to samé jako 0,7314. Máme tedy 120,1. Tak to stačí. Máme v těchto číslech čtyři platné cifry, takže pojďme vzít 120,1 gramů uhlíku. Takže toto je 120,1 gramů uhlíku. Pojďme nyní to samé udělat pro vodík a kyslík. Takže máme 164,2 gramů eugenolu krát... Jaká je procentuální zastoupení vodíku? To je tady, 7,37 %. Takže krát 7,37 %. Čemu se to bude rovnat? Vezměme si kalkulačku. Takže je to 164,2 krát... 7,37 % je 0,0737. A dostaneme 12,1. Takže máme 12,1 gramů uhlíku (správně vodíku). A nezadávají nám přímo procentuální zastoupení kyslíku. Ale můžeme ho vcelku snadno spočítat, protože nám zbývá pouze kyslík. Takže můžeme vzít hmotnost uhlíku, hmotnost vodíku... Pardon, toto nejsou gramy uhlíku, ale gramy vodíku. Mohli bychom vzít hmotnost vodíku, hmotnost uhlíku a odečíst je od 164,2, cokoli zbude, musí být kyslík. Tak to tak udělejme. Nebo můžeme spočítat počet procent kyslíku, protože vše musí dát dohromady 100 %. A pak to znásobit. Možné jsou oba způsoby. Pojďme na to. Takže pokud máme 1 mol eugenolu, je to 164,2 gramů. Právě jsme zjistili, že 120,1 z těchto gramů je uhlík a že 12,1 gramů je vodík. Takže co zbude? Máme přesně 32 gramů kyslíku. Takže co zbude, když odečteme příspěvky těchto dvou atomů? ...udělám to zeleně... Zbude nám 32 gramů kyslíku. Takže pokud máte jeden mol eugenolu, má hmotnost 164,2 gramů. A pokud toto rozložíte na hmotnosti atomů, ze kterých se skládá, máte 120 gramů uhlíku, 12 gramů vodíku, 32 gramů kyslíku. Teď je potřeba zjistit, kolik je to molů uhlíku, kolik molů vodíku a kolik molů kyslíku. A to je možná něco, co byste se měli naučit nazpaměť, protože toto jsou tři nejběžnější prvky, se kterými se kdy setkáte. Ale pro připomenutí si to můžete najít v jakékoli periodické tabulce, pro uhlík byste našli, že atomová... No, většina periodických tabulek dává atomovou hmotnost, která je váženým průměrem různých izotopů uhlíku kolem nás. Obecně je atomová hmotnost váženým průměrem hmotností různých izotopů. Ale uhlík, to si zapamatujte, má atomovou hmotnost velmi blízkou 12 jednotkám. Což znamená, že uhlík má molární hmotnost 12 gramů na mol. Neboli pokud byste měli mol atomů uhlíku, měl by hmotnost 12 gramů. To samé uděláme pro vodík a kyslík. Vodík má, ať už vezmete jediný izotop nebo vážený průměr, jeho atomová hmotnost, ať už izotopu nebo průměrná, se zatraceně blíží číslu 1. Takže molární hmotnost vodíku je 1 gram na mol. Plus nějaké desetinky, co jsou v periodické tabulce, ale prostě si pamatujte 12 u uhlíku, 1 u vodíku a nakonec 16 u kyslíku. Takže kyslík má přibližně 16 atomových hmotnostních jednotek. No, můžete vzít atomovou hmotnost specifického izotopu nebo vážený průměr pro všechny izotopy. A molární hmotnost kyslíku bude 16 gramů na mol. Takže nyní máme počet gramů uhlíku, vodíku a kyslíku. Takže nyní bychom měli použít tyto informace, abychom zjistili, kolik molů to je. Tak to udělejme. Takže toto je 12 gramů na mol, ale chceme to vydělit gramy, protože chceme, aby gramy v čitateli zmizely. Takže můžeme udělat toto: Pokud je to 12 gramů na mol, je to to samé jako 1 mol na každých 12 gramů. Jen beru převrácenou hodnotu tohoto. Pokud máme 12 gramů na 1 mol, pak také máme 1 mol na každých 12 gramů. A gramy se vyruší. Zůstane nám 120,1 děleno 12, což je velmi blízko 10. Takže toto se rovná 10 molům uhlíku. Takže víme, kolik molů uhlíku máme v jednom molu eugenolu. Teď to udělejme pro vodík. Takže tady máme násobení. A tady máme 1 mol vodíku... Pokud vezmeme převrácenou hodnotu, máme hmotnost 1 gram. Takže toto se jen pokrátí. Takže tu jednoduše máme 12,1 molů vodíku. Ale protože se snažíme zapsat vzorec, vidíme, že toto je velmi blízko 12. Takže bychom měli prostě říci 12 molů vodíku. A nakonec tu máme kyslík. A máme 1 mol kyslíku za každých 16 gramů. 32 děleno – gramy se samozřejmě pokrátí – 32 děleno 16 je 2. Takže to se rovná 2 molům kyslíku. Takže pokud máme 1 mol eugenolu, máme 10 molů uhlíku, 12 molů vodíku a 2 moly kyslíku. Takže nyní jsme získali poměr. Nebo byste mohli i říci, že pokud byste měli 1 molekulu eugenolu, měli bychom 10 atomů uhlíku, 12 atomů vodíku, 2 atomy kyslíku. A hotovo. Toto je molekulový vzorec, který jsme získali pro každý mol. Můžeme uvažovat moly, to jsou obrovská čísla. Nebo bychom mohli říct, že za každou molekulu eugenolu máme 10 atomů uhlíku, 12 atomů vodíku, 6 atomů kyslíku. Tato je molekulový vzorec. A empirický vzorec je vlastně nalezení co nejjednodušší formy tohoto poměru. Všechna tato čísla jsou dělitelná 2. Takže pro získání empirického vzorce vlastně jen najdeme nejjednodušší vzorec. Všechny tu můžeme podělit dvěma, tak to udělejme. Takže máte 5 uhlíku na každých 6 vodíků na každých... Pardon, toto není O6. To jsou 2 kyslíky. Takže to tu pročistím. Musím toho tady dost smazat. Tak. Toto byly dva kyslíky. Nechci to tu zkazit. Takže máme 2 moly atomů kyslíku, toto je tedy molekulový vzorec. A empirický vzorec – alespoň, že 2 je stále dělitelné dvěma. Takže všechno vydělíte dvěma. A dostanete nejjednodušší poměr. Za každých 5 atomů uhlíku máte 6 atomů vodíku a 1 atom kyslíku. Nebo sem můžete napsat 1, jestli chcete. A je to.