|
Strona 1 z 3 Stechiometria
Po wyznaczeniu prawidłowych mas atomowych dla węgla i tlenu przez Cannizzaro w 1858 roku, można było oznaczyć skład procentowy różnych związków, a następnie wyznaczyć wzory sumaryczne dla wielu związków nieorganicznych. W przypadku związków organicznych pojawił się pewien problem np. dla związku o składzie: 40,0% C; 6,7% H; 53,3% O.
Z definicji procentów wynika, że w 100g związku znajduje się 40,0g C; 6,7g H oraz 53,3g O.
Czyli w 100g związku znajduje się: 40,0/12=3,333mola C; 6,7/1=6,7mola H oraz 53,3/16=3,331mola O. Stosunek molowy C:H:O wynosi 3,333:6,700:3,331, czyli nieznany związek możemy opisać wzorem: C3,333H6,7O3,331. Po podzieleniu każdej z tych liczb przez najmniejszą z nich otrzymujemy dla nieznanego związku wzór: CH2O, który nosi nazwę wzoru empirycznego.
Okazuje się, że wiele różnych związków organicznych ma identyczny skład. Tym nieznanym związkiem może np. być:
 Aldehyd mrówkowy
|
CH2O
|
|
H2C=O
|
| Kwas octowy
|
C2H4O2
|
(CH2O)2
|
CH3COOH
|
| Kwas mlekowy
|
C3H6O3
|
(CH2O)3
|
CH3-CH2(OH)-COOH
|
| aldehyd glicerynowy
|
C3H6O3
|
(CH2O)3
|
CH2(OH)-CH(OH)-CHO
|
glukoza lub fruktoza
i wiele innych związków
|
C6H12O6
|
(CH2O)6
|
|
Wyznaczony wcześniej wzór nosi nazwę wzoru empirycznego, a rzeczywisty wzór sumaryczny (cząsteczkowy) jest jego wielokrotnością. Dla wyznaczenia wzoru cząsteczkowego nieznanego związku musimy znać jego masę cząsteczkową, by z niej wyznaczyć współczynnik n przez który należy pomnożyć wzór empiryczny by otrzymać wzór sumaryczny.
Dla wyznaczenia masy cząsteczkowej można wykorzystać prawo Avogadro (na co zwrócił uwagę również Cannizzaro), prawa gazowe, a w szczególności prawo gazu doskonałego:
PV=nRT, (1)
gdzie: P - ciśnienie wywierane przez gaz
V - objętość gazu
R - stała gazowa R=8,314J/(Mol deg)
T - temperatura bezwzględna
n - ilość moli gazu
Wiedząc, że n=m/M i podstawiając tę zależność do wzoru (1) otrztmujemy:
 (2)
Przekształcając (2) względem M otrzymujemy:
 (3)
Wydawało by się, że masę cząsteczkową z tej zależności można wyznaczyć tylko dla substancji gazowych. V. Meyer pokazał jak wykorzystać ten wzór dla substancji ciekłych (lub nawet stałych), o niezbyt wysokich temperaturach wrzenia (sublimacji).
|
Chemia Nieorganiczna 
