Guinguette Marais Poitevin

Terme

• formule empiriqueNotation indiquant les rapports des différents éléments présents dans un composé, sans tenir compte des nombres réels.

Les chimistes utilisent une variété de notations pour décrire et résumer les constituants atomiques des composés. Ces notations, qui comprennent les formules empiriques, moléculaires et structurelles, utilisent les symboles chimiques des éléments ainsi que des valeurs numériques pour décrire la composition atomique.

Les formules empiriques sont la forme la plus simple de notation. Elles fournissent le rapport le plus faible en nombre entier entre les éléments d’un composé. Contrairement aux formules moléculaires, elles ne fournissent pas d’informations sur le nombre absolu d’atomes dans une seule molécule d’un composé. La formule moléculaire d’un composé est égale à, ou à un multiple entier de, sa formule empirique.

Formules structurelles v. Formules empiriques

Une formule empirique (comme une formule moléculaire) manque d’informations structurelles sur le positionnement ou la liaison des atomes dans une molécule. Elle peut donc décrire un certain nombre de structures différentes, ou isomères, aux propriétés physiques variables. Pour le butane et l’isobutane, la formule empirique des deux molécules est C2H5, et elles partagent la même formule moléculaire, C4H10. Cependant, une représentation structurelle du butane est CH3CH2CH2CH3, tandis que l’isobutane peut être décrit à l’aide de la formule structurelle (CH3)3CH.

Détermination des formules empiriques

Les formules empiriques peuvent être déterminées à partir des données de composition massique. Par exemple, l’analyse de combustion peut être utilisée de la manière suivante :

• Un analyseur CHN (un instrument qui peut déterminer la composition d’une molécule) peut être utilisé pour trouver les fractions de masse du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène et d’autres atomes pour un échantillon d’un composé organique inconnu.
• Une fois que les contributions relatives en masse des éléments sont connues, cette information peut être convertie en moles.
• La formule empirique est le rapport le plus faible possible en nombre entier des éléments.

Exemple 1:

Supposons que l’on vous donne un composé tel que l’acétate de méthyle, un solvant couramment utilisé dans les peintures, les encres et les adhésifs. Lorsque l’acétate de méthyle est analysé chimiquement, on découvre qu’il contient 48,64 % de carbone (C), 8,16 % d’hydrogène (H) et 43,20 % d’oxygène (O). Pour déterminer les formules empiriques, nous supposons que nous disposons de 100 g du composé. Si c’est le cas, les pourcentages seront égaux à la masse de chaque élément en grammes.

Étape 1 : Changez chaque pourcentage en une expression de la masse de chaque élément en grammes. C’est-à-dire que 48,64 % de C devient 48,64 g de C, 8,16 % de H devient 8,16 g de H, et 43,20 % de O devient 43,20 g de O parce que nous supposons que nous avons 100 g du composé global.

Étape 2 : Convertir la quantité de chaque élément en grammes en sa quantité en moles.

\La gauche(\frac{48,64 \mbox{ g C}{1}\right)\le gauche(\frac{1 \mbox{ mol }}{12.01 \mbox{ g C}}\right) = 4.049\\{mol}

Gauche(\frac{8.16 \mbox{ g H}}{1}\right)\left(\frac{1 \mbox{ mol }}{1.008 \mbox{ g H}}\right) = 8.095 \text{mol}

Gauche(\frac{43.20 \mbox{ g O}}{1}\right)\left(\frac{1 \mbox{ mol }}{16.00 \mbox{ g O}}\right) = 2.7\ \text{mol}

Étape 3 : Diviser chacune des valeurs molaires par la plus petite des valeurs molaires.

\frac{4.049 \mbox{ mol }}{2.7 \mbox{ mol }} = 1.5

rac{8.095 \mbox{ mol }}{2.7 \mbox{ mol }} = 3

rac{2.7 \mbox{ mol }}{2.7 \mbox{ mol }} = 1

Étape 4 : Si nécessaire, multipliez ces nombres par des entiers afin d’obtenir des nombres entiers ; si une opération est faite sur un des nombres, elle doit être faite sur tous.

1,5 \times 2 = 3

3 \times 2 = 6

1 \times 2 = 2

Donc, la formule empirique de l’acétate de méthyle est C3H6O2.

Exemple 2:

La formule empirique du décane est C5H11. Sa masse moléculaire est de 142,286 g/mol. Quelle est la formule moléculaire du décane ?

Etape 1 : Calculer la masse moléculaire de la formule empirique (la masse moléculaire de C = 12,011 g/mol et de H = 1,008 g/mol)

5 (12,0111 g/mol) + 11 (1,008 g/mol) = C5H11

60,055 g/mol + 11,008 g/mol = 71.143 g/mol par C5H11

Étape 2 : Diviser le poids moléculaire de la formule moléculaire par le poids moléculaire de la formule empirique pour trouver le rapport entre les deux.

\frac{142,286 \ g/mol}{71,143 \ g/mol} = 2

Puisque le poids de la formule moléculaire est le double du poids de la formule empirique, il doit y avoir deux fois plus d’atomes, mais dans le même rapport. Par conséquent, si la formule empirique du décane est C5H11, la formule moléculaire du décane est le double de celle-ci, soit C10H22.

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