Empiirinen kaava -laskuri

Empiirinen kaava -laskuri – kaava massaprosenteista

Tällä laskurilla määrität yhdisteen empiirisen kaavan, kun tiedät alkuaineiden massaprosentit. Kun annat lisäksi yhdisteen moolimassan, laskuri laskee myös molekyylikaavan. Syötä alkuaineiden symbolit ja niiden massaprosentit, niin saat atomien lukumääräsuhteet ja valmiin kaavan.

Mikä on empiirinen kaava?

Empiirinen kaava eli suhdekaava kertoo yhdisteen alkuaineiden atomien lukumäärien pienimmän kokonaislukusuhteen. Esimerkiksi glukoosin molekyylikaava on C₆H₁₂O₆, mutta sen empiirinen kaava on CH₂O, koska hiilen, vedyn ja hapen suhde on 1 : 2 : 1.

Menetelmä vaihe vaiheelta

Empiirinen kaava lasketaan mooliosuuksien avulla:

1. Oleta 100 g näyte. Tällöin massaprosentit ovat suoraan grammoja.
2. Laske ainemäärät. Jaa kunkin alkuaineen massa sen atomimassalla: n = m / M.
3. Jaa pienimmällä. Jaa kaikki ainemäärät pienimmällä, jolloin saat suhdeluvut.
4. Muunna kokonaisluvuiksi. Jos suhteissa on murtolukuja (kuten 1,5 tai 1,33), kerro kaikki sopivalla luvulla, kunnes saat kokonaisluvut.

Vaiheittainen esimerkki

Yhdiste sisältää 40,0 % hiiltä, 6,7 % vetyä ja 53,3 % happea. Mikä on empiirinen kaava?

1. Ainemäärät 100 g näytteessä: C = 40,0 / 12,011 ≈ 3,33 mol, H = 6,7 / 1,008 ≈ 6,65 mol, O = 53,3 / 15,999 ≈ 3,33 mol.
2. Jaa pienimmällä (3,33): C = 1,00, H = 2,00, O = 1,00.
3. Suhde on 1 : 2 : 1, joten empiirinen kaava on CH₂O.

Empiirisestä kaavasta molekyylikaavaan

Molekyylikaava on empiirisen kaavan kokonaislukumonikerta. Se saadaan, kun tunnetaan yhdisteen moolimassa.

kerroin = moolimassa ÷ empiirisen kaavan moolimassa

Esimerkki: jos edellä lasketun CH₂O-yhdisteen moolimassa on 180 g/mol, empiirisen kaavan massa on 30,03 g/mol, joten kerroin on 180 / 30,03 ≈ 6. Molekyylikaava on tällöin C₆H₁₂O₆ eli glukoosi.

Yksiköt

Massaprosentit annetaan prosentteina ja niiden summan tulisi olla noin 100 %. Atomimassat ovat grammoina moolia kohti (g/mol). Ainemäärät tulevat mooleina, mutta lopullinen kaava on yksikötön suhde.

Yleisiä sudenkuoppia

• Älä pyöristä suhdelukuja liian aikaisin; esimerkiksi 1,5 ei ole 2 vaan vaatii kertomisen kahdella.
• Tarkista, että prosenttien summa on lähellä sataa.
• Empiirinen kaava ei kerro molekyylin todellista kokoa ilman moolimassaa.

Lukion kemian konteksti

Empiirisen ja molekyylikaavan määrittäminen massaprosenteista on lukion kemian (KE) klassinen tehtävätyyppi. Se yhdistää massaprosentit, ainemäärän käsitteen ja moolimassan, ja harjoittaa juuri sitä päättelyä, jota tarvitaan aineen koostumuksen selvittämisessä.