Determinazione della formula minima

La formula minima di un composto detta anche formula empirica indica il rapporto minimo tra gli atomi che costituiscono una molecola.

Ad esempio il benzene ha formula molecolare C₆H₆ pertanto ha formula minima CH mentre la formula minima del perossido di idrogeno che ha formula molecolare H₂O₂ è HO.

Per determinare la formula minima di un composto in genere è fornita la sua composizione percentuale.

Esercizi-Formula minima

L'analisi di un campione di acido isolato dal rabarbaro ha dato la seguente composizione percentuale: 27% di C, 2.2 % di H e 71% di O. Determinare la formula minima

In questo, come in tutti i casi analoghi, si assumono 100 g di composto e quindi la massa di C è 27 g, la massa di H è 2.2 g mentre quella di O è 71 g.

Moli di C = 27 g/12.011 g/mol= 2.2

Moli di H = 2.2 g / 1.008 g/mol= 2.2

Moli di O = 71 g/ 16 g/mol=4.4

Si divide ciascuno dei risultati per il numero più piccolo:

2.2/2.2 = 1 => C

2.2/2.2 = 1 => H

4.4/2.2= 2 => O

La formula minima del composto è pertanto CHO₂

In un esperimento 4.14 g di fosforo si combinano con il cloro per dare 27.8 g di un composto solido bianco. Determinare la formula minima

Nel composto sono presenti 4.14 g di fosforo e 27.8 – 4.14 = 23.66 g di cloro

Moli di fosforo = 4.14 g/30.97 g/mol= 0.134

Moli di cloro = 23.66 g/ 35.453 g/mol = 0.667

Si divide ciascuno dei risultati per il numero più piccolo:

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0.134/0.134 = 1 => P

0.667/0.134 = 5 => P

La formula minima del composto è pertanto PCl₅

L'analisi della cocaina ha dato la seguente composizione percentuale: 67.31% di C, 6.98 % di H, 21.10 % di O e 4.62% di N. Determinare la formula minima

In 100 g di composto vi sono 67.31 g di C, 6.98 g di H, 21.10 g di O e 4.62 g di N

Moli di C = 67.31 g/12.011 g/mol = 5.604

Moli di H = 6.98 g/1.008 g/mol = 6.92

Moli di O = 21.10 g/ 16 g/mol = 1.319

Moli di N = 4.62 g /14.011 g/mol =0.330

Si divide ciascuno dei risultati per il numero più piccolo:

5.604/0.330 = 17 => C

6.92 / 0.330 = 21 => H

1.319 / 0.330 = 4 => O

0.330 / 0.330 = 1 => N

La formula minima del composto è pertanto C₁₇H₂₁O₄N

A seguito di combustione un campione di un alcaloide derivante dal tabacco ha prodotto 1.072 g di CO₂, 0.307 g di acqua e 0.068 g di azoto. Determinare la formula minima sapendo che il composto contiene solo carbonio, idrogeno e azoto.

Moli di CO₂ = 1.072 g /44.01 g/mol = 0.02436

Nel composto sono quindi presenti 0.02436 moli di C

Moli di H₂O = 0.307 g/18.015 g/mol=0.0170

Allo stesso modo sono quindi presenti 0.0170 ∙ 2 = 0.0340 moli di H

Moli di N₂ = 0.068 g/28.022 g/mol = 0.0024

Nel composto sono quindi presenti 0.0024 ∙ 2 = 0.0048 moli di N

Si divide ciascuno dei risultati per il numero più piccolo:

0.02436 / 0.0048 = 5 => C

0.0340 / 0.0048 = 7 => H

0.0048 / 0.0048 = 1 => N

La formula minima del composto è pertanto C₅H₇N