Rozwiązanie 

Dane: 

$\%\mathrm{C}=74,07\%$

$\%\mathrm{H}=7,41\%$ 

$\%\mathrm{N}=8,64\%$

$\%\mathrm{O}=9,88\%$

Szukane: 

$\mathrm{C}{}_x\mathrm{H}{}_y\mathrm{N}{}_z\mathrm{O}=?$

Rozwiązanie 

Zakładamy, że posiadamy 100 g związku chiny, zatem zawartości procentowe każdego z atomów będą równe ich masie z związku, można zapisać: 

$m_{\mathrm{C}}=74,07\mathrm{g}$ 

$m_{\mathrm{H}}=7,41\mathrm{g}$

$m_{\mathrm{N}}=8,64\mathrm{g}$

$m_{\mathrm{O}}=9,88\mathrm{g}$ 

 

Obliczamy liczbę moli każdego z atomów, korzystamy z poniższego wzoru: 

$n=\frac{m}{M}$ 

podstawiany dane: 

$n_{\mathrm{C}}=\frac{74,07\mathrm{g}}{12\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=6,1725\mathrm{mol}$

$n_{\mathrm{H}}=\frac{7,41\mathrm{g}}{1\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=7,41\mathrm{mol}$

$n_{\mathrm{N}}=\frac{8,64\mathrm{g}}{14\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=0,6171\mathrm{mol}$

$n_{\mathrm{O}}=\frac{9,88\mathrm{g}}{16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=0,6175\mathrm{mol}$

 

Wyznaczamy stosunek molowy pierwiastków: 

$n_{\mathrm{C}}:n_{\mathrm{H}}:n_{\mathrm{N}}:n_{\mathrm{O}}$ 

$6,175\mathrm{mol}:7,41\mathrm{mol}:0,6171\mathrm{mol}:0,6175\mathrm{mol}$- skracamy przez najmniejszą wartość: 

$10:12:1:1$

 

Wzór empiryczny to : $\mathrm{C}{}_{10}\mathrm{H}{}_{12}\mathrm{NO}$

Obliczamy masę cząsteczkową wzoru empirycznego: 

$M_{\mathrm{C}{}_{10}\mathrm{H}{}_{11}\mathrm{NO}}=10\cdot 12\mathrm{u}+12\cdot 1\mathrm{u}+14\mathrm{u}+16\mathrm{u}=162\mathrm{u}$

 

Wiemy, że rzeczywista masa cząsteczkowa chiny wynosi: 

$M=324\mathrm{u}$

 

Posiadając już masę wzoru empirycznego oraz rzeczywistą masę molową chininy obliczamy ile razy należy zwielokrotnić wzór empiryczny, aby otrzymać wzór rzeczywisty: 

$\frac{324\mathrm{u}}{162\mathrm{u}}=2$ 

Wzór rzeczywisty chiny to:  $\mathrm{C}{}_{20}\mathrm{H}{}_{24}\mathrm{N}{}_2\mathrm{O}{}_2$

 

Odpowiedź: Wzór empiryczny to C₁₀H₁₂NO, a wzór rzeczywisty to: C₂₀H₂₄N₂O₂.