La formula empirica esprime il rapporto intero minimo tra gli atomi degli elementi presenti in un composto. Non indica necessariamente il numero effettivo di atomi in una molecola: quello è il ruolo della formula molecolare.
Per esempio, glucosio e formaldeide hanno la stessa formula empirica:
ma il glucosio ha formula molecolare:
mentre la formaldeide ha formula molecolare:
Relazione con la formula molecolare
La formula molecolare è un multiplo intero della formula empirica:
con:
Se k=1, formula empirica e formula molecolare coincidono. Se k>1, la formula empirica è solo la versione ridotta ai minimi termini.
Procedura da composizione percentuale
Per ricavare la formula empirica da percentuali in massa:
- assumere 100\ \mathrm{g} di campione;
- trasformare ogni percentuale in grammi dell’elemento;
- convertire le masse in moli;
- dividere tutte le moli per il valore più piccolo;
- moltiplicare, se necessario, per ottenere rapporti interi.
| Passaggio | Operazione | Scopo |
|---|---|---|
| Percentuali | \displaystyle \% \to \mathrm{g} su 100\ \mathrm{g} | Trasformare dati percentuali in masse. |
| Moli | \displaystyle n_i=\dfrac{m_i}{M_i} | Confrontare quantità chimiche, non masse. |
| Rapporto minimo | \displaystyle \dfrac{n_i}{n_{\min}} | Ottenere proporzioni relative. |
| Interi | \displaystyle 1:2:1,\ 2:3:4,\ldots | Scrivere gli indici della formula empirica. |
Esempio
Un composto contiene 40{,}0\% di carbonio, 6{,}7\% di idrogeno e 53{,}3\% di ossigeno. Su 100\ \mathrm{g}:
Dividendo per il valore più piccolo:
La formula empirica è quindi:
Errori comuni
- Usare direttamente le percentuali come indici della formula.
- Dividere per le masse atomiche sbagliate o con unità incoerenti.
- Arrotondare troppo presto rapporti come 1{,}5, 1{,}33 o 1{,}25, che richiedono moltiplicazioni per 2, 3 o 4.
- Confondere formula empirica e formula molecolare quando la massa molare indica un multiplo.
Vedi anche: formula molecolare, analisi per combustione, stechiometria, mole, formule e composizione: esercizi svolti.