Fòrmula empírica

Fòrmula empírica (1), Fòrmula Molecular (2) i vàries fòrmules desenrollades de la molècula de Benceno: (3) Estructures de Kekulé (Isòmers de resonància); (4) Estructura hexagonal Plana, mostrant la llongitut i l'àngul d'enllaç; (5) Enllaços Sigma entre orbitales híbrits sp²; (6) Orbitales atòmics p_z; (7) Orbital molecular pi deslocalizado; (8) Anell bencénico

En química la fòrmula empírica és una expressió que representa els àtoms que formen un compost químic sense atendre a la seua estructura. És per tant la representació més senzilla d'un compost. Per això, a voltes, se li crida fòrmula mínima i es representa en "fm.

Una fòrmula és una chicoteta llista dels elements químics que formen una substància, en alguna indicació del número de moles de cada element present i, a voltes, la relació que té en atres elements de la mateixa substància.

Comunament, les fòrmules empíriques són determinades a partir de senyes experimentals, d'ahí el seu nom, fòrmula empírica.

Per eixemple, si observem que dos moles d'hidrogen reaccionen completament en un mol d'oxigen per a formar dos moles d'aigua (sense generar un atre producte), diríem que la fòrmula molecular de l'aigua és $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ (els subíndexs 1 s'ometen). De la mateixa manera, si observem que en cremar benceno, sempre obtenim números iguals de moles de C (contingut en el $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ format) i d'H (monoatòmic, existent en l'aigua produïda) podem dir que la fòrmula empírica del benceno és ($\mathrm{C}\mathrm{H}$). Medint cuidadosadament l'oxigen consumit, voríem que tot l'oxigen de el $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ i de $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ prové de l'aire, per lo que la fòrmula empírica del benceno és ($\mathrm{C}\mathrm{H}$). Pot coincidir o no en la fòrmula molecular, que indica el número d'àtoms de cada classe presents en la molècula.

Eixemples

La molècula d'aigua està formada per dos àtoms d'hidrogen i un d'oxigen, per lo que la seua fòrmula molecular és , coincidint en la seua fòrmula empírica.

Per al etano, no obstant, no ocorre lo mateix, ya que està format per dos àtoms de carbono i sis d'hidrogen, per lo que la seua fòrmula molecular serà i la seua fòrmula empírica .

Varis composts, com el clorur de sodi o sal comuna, carixen d'entitats moleculars, puix estan composts per rets de ions, i per això, solament és possible parlar de fòrmula empírica. Eixemple: NaCl és la fòrmula del clorur de sodi, i indica que per cada ion sodi, existix un ion clor.

Càlcul de la fòrmula empírica d'un compost

Per a trobar la fòrmula empírica d'un compost, primer s'obtenen els moles de cada element, després es dividix cada u pel de menor valor i finalment, per simplificació, es troben els número entero més senzills possibles.

En realisar l'anàlisis gravimétrico d'un determinat compost químic s'ha trobat la següent composició centesimal: 69,98 % Ag; 16,22 % As; 13,80 % O. Per a la determinació de la fòrmula empírica o molecular del compost es procedix de la següent manera:

Dividint el pese pel pes atòmic s'obtenen els moles:

• Per a l'argent 69,98/108= 0,65 moles
• Per a l'arsènic 16,22/75= 0,22 moles
• Per a l'oxigen 13,80/16= 0,86 moles

Cada 0,22 moles d'arsènic hi ha 0,65 moles d'argent, per a un mol d'arsènic 0,65/0,22= 3 moles d'argent i 0,86/0,22= 4 moles d'oxigen. La fòrmula molecular és $\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}_3\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ i la massa molar i/o massa molecular del compost és de 463 g/mol.