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La formule empirique d'un composé exprime le rapport le plus simple d'atomes parmi ses éléments constitutifs. Il vous indique quels éléments sont présents et leurs proportions relatives, mais pas le nombre exact d'atomes dans une seule molécule. La formule moléculaire, quant à elle, révèle le nombre précis de chaque atome dans une molécule. Étant donné que de nombreux composés distincts partagent la même formule empirique, vous ne pouvez déduire une formule moléculaire que lorsque vous connaissez également la masse molaire du composé.

TL;DR (trop long ; je n'ai pas lu)

Une fois que vous connaissez la formule empirique, calculez sa masse molaire. Divisez la masse réelle de l'échantillon par cette masse molaire pour obtenir un multiplicateur entier. Multipliez chaque indice de la formule empirique par ce multiplicateur pour obtenir la formule moléculaire.

Comment déterminer la formule empirique

Les chimistes utilisent généralement une analyse de combustion ou de titrage pour déterminer la masse de chaque élément dans une quantité connue du composé. Après avoir mesuré la masse de chaque élément, divisez-la par son poids atomique pour trouver le nombre de moles. Exprimez ces rapports molaires sous forme de nombres entiers (ou de fractions simplifiées) pour obtenir la formule empirique, la représentation la plus concise de la composition du composé.

Dérivation de la formule moléculaire

Suivez ces étapes :

1. Calculez la masse empirique. Additionnez le produit du poids atomique de chaque élément et de son indice dans la formule empirique. Cela donne la masse molaire que représente la formule empirique.
2. Mesurez la masse de l'échantillon. Pesez un échantillon pur du composé (idéalement en grammes).
3. Calculez le multiplicateur. Divisez la masse de l'échantillon par la masse empirique. Le résultat doit être un nombre entier (ou très proche de un, dans les limites de l'erreur expérimentale).
4. Adaptez la formule empirique. Multipliez l'indice de chaque élément par le multiplicateur entier pour obtenir la formule moléculaire.

Exemple illustratif

Étape 1 :Trouver la formule empirique

Le composé contient 72 g de carbone (C), 12 g d'hydrogène (H) et 96 g d'oxygène (O). Calculez le nombre de taupes :

• C :72 g ÷ 12 gmol⁻¹ =6mol
• H :12 g ÷ 1 gmol⁻¹ =12mol
• O :96 g ÷ 16 gmol⁻¹ =6mol

Divisez chacun par la plus petite valeur (6) pour obtenir le rapport le plus simple : 1 : 2 : 1. La formule empirique est CH₂O , le même que le formaldéhyde.

Étape 2 :Déterminer la formule moléculaire

Tout d’abord, calculez la masse empirique :un C (12 g) + deux H (2 g) + un O (16 g) =30 g. L'échantillon pèse 180g, donc 180g ÷ 30g =6. Multipliez chaque indice par 6 pour obtenir la formule moléculaire :C₆H₁₂O₆ , qui est le glucose. Bien que le glucose et le formaldéhyde partagent la même formule empirique, ils présentent des propriétés nettement différentes :le glucose adoucit, tandis que le formaldéhyde est un conservateur dangereux.