Empirikus képlet keresésekor a tömegadatokat előbb anyagmennyiségekké alakítod, majd az elemek közös egész arányát keresed. A kerekítés a számítás végén értelmezési döntés: az eltérésnek a bemeneti adatok pontosságával is össze kell férnie.
Száz gramm mintából indulunk
Szemléltető feladatunkban a minta 40,0% szenet, 6,7% hidrogént és 53,3% oxigént tartalmaz. Száz gramm mintát választva a számok grammként is olvashatók. A könnyen követhető tanpéldában 12, 1 és 16 g/mol moláris tömegekkel közelítünk.
A megfelelő anyagmennyiségek körülbelül 3,333 mol C, 6,7 mol H és 3,331 mol O. Mindet a legkisebbel osztva az arány nagyjából 1 : 2,01 : 1. A megadott, kerekített százalékok alapján ez 1 : 2 : 1, így az empirikus képlet CH₂O.
Mikor szabad kerekíteni?
A 2,01 és 2 közötti eltérés összhangban lehet a kerekített bemeneti adatokkal. Az 1,50-et azonban nem helyes egyszerűen 2-re kerekíteni. Ha az arány 1 : 1,5, mindkét számot kettővel szorozva 2 : 3 egész arányt kapunk.
Az összes elemet ugyanazzal a szorzóval kell alakítani. A számítás közben őrizd meg a tizedeseket, és csak az arány értelmezésekor dönts az egész számokról. Nagy eltérésnél ellenőrizd az adatok összegét és az atomtömegeket.
Az empirikus és a molekulaképlet
A CH₂O közelítő képlettömege 30 g/mol. Ha egy külön feladatadat szerint a vegyület moláris tömege 180 g/mol, a szorzó 180/30 = 6. A molekulaképlet ekkor C₆H₁₂O₆. Ettől a szerkezet és a vegyület egyértelmű azonossága még nincs meghatározva. A kalkulátor eredményét a bemeneti adatok pontosságával együtt értelmezd.
Harmadarányok és hibás molekulaképlet-szorzó
Egy másik feladat normalizált anyagmennyiségei legyenek 1,000 : 1,333 : 1,667. Ezek az 1 : 4/3 : 5/3 arány közelítései. Minden tagot hárommal szorozva 3,000 : 3,999 : 5,001 adódik, ami a megadott kerekítés mellett 3 : 4 : 5 egész aránnyal összeegyeztethető. Ha a három tizedes értéket külön-külön egészre kerekítenéd, 1 : 1 : 2-t kapnál, és megváltoztatnád az összetételt.
A molekulaképlet felé is szükséges ellenőrzés. Ha a CH₂O közelítő 30 g/mol képlettömegéhez 95 g/mol külön adatot kapsz, a hányados 95/30 ≈ 3,167. Ebből a közölt pontosság mellett nem következik automatikusan a háromszoros képlet: annak moláris tömege 90 g/mol lenne. Ellenőrizd az összetételi adatokat, a moláris tömeget és a mérési bizonytalanságot. A program által javasolt egész szorzó elfogadását ezeknek az adatoknak kell indokolniuk.
Kapcsolódó DG Kalkulátor megnyitása
Forrás és módszertani háttér
A számpéldák saját szemléltető számítások.
Háromkérdéses tudáspróba
Válassz kérdésenként egy választ, és jegyezd fel az A, B vagy C betűt. Előbb oldd meg mindhárom feladatot, utána nézd meg a megoldásokat.
1. Miért kell a tömegeket molra váltani?
- A) Mert mindig száz gramm kell
- B) Mert atomarányt keresünk
- C) Mert így eltűnik a mérési hiba
2. Mit kezdünk az 1 : 1,5 aránnyal?
- A) Csak az 1,5-et kerekítjük
- B) Elhagyjuk a második elemet
- C) Mindkettőt kettővel szorozzuk
3. Egy feladatban a normalizált arány 1,000 : 1,333 : 1,667. Melyik egész arány őrzi meg a megadott összetételt a kerekítés pontosságán belül?
- A) 3 : 4 : 5
- B) 1 : 1 : 2
- C) 1 : 2 : 2
Megoldások és önálló pontozás
Minden helyes válasz 1 pont; a hibás vagy kihagyott válasz 0 pont. Legfeljebb 3 pont szerezhető. 3 pont: Molarányból közös egész arányt választottál, és a kerekítést a bemeneti adatokhoz kötötted. 2 pont: nézd át az eltévesztett kérdésnél megnevezett részt, és számold újra annak példáját. 0–1 pont: haladj végig a három megoldáson, majd oldd meg újra a kérdéseket. Ez a rövid próba a cikk összefüggéseinek megértését ellenőrzi.
1. megoldás
B) Mert atomarányt keresünk – Az atomok számarányát az anyagmennyiségek aránya mutatja. Ha más választ adtál vagy kihagytad, ezt a részt ismételd át: Száz gramm mintából indulunk.
2. megoldás
C) Mindkettőt kettővel szorozzuk – Így kapjuk a 2 : 3 egész arányt. Ha más választ adtál vagy kihagytad, ezt a részt ismételd át: Mikor szabad kerekíteni?.
3. megoldás
A) 3 : 4 : 5 – A közös háromszoros 3,000 : 3,999 : 5,001, vagyis 3 : 4 : 5. A többi válasz külön-külön egészre alakítja a törtes tagokat, ezért eltérő anyagaránnyal számol. Ha más választ adtál vagy kihagytad, ezt a részt ismételd át: Harmadarányok és hibás molekulaképlet-szorzó.