La maggior parte delle formule chimiche implica pedici che sono numeri. Sebbene questi numeri non siano seguiti da unità scritte nella formula, in realtà sono quantità con unità. Così inerente alle formule chimiche è la necessità di fattori di conversione, che sono frazioni che convertono un'unità in un'altra quando moltiplicate per una misura. Il processo di utilizzo dei fattori di conversione è noto come analisi dimensionale ed è fondamentale per lo studio di formule ed equazioni chimiche.
Moli di composti a Moli di elementi
Una talpa è un'unità di misura della quantità. Se un numero intero appare come pedice in una formula chimica, rappresenta il numero di moli dell'elemento immediatamente precedente il pedice nella formula. Se il pedice segue un insieme di parentesi, rappresenta il numero di moli del gruppo di atomi tra parentesi. La talpa è utile perché ti aiuta a capire la quantità relativa di ciascun elemento in un composto e queste quantità sono date dai pedici nella formula. Ad esempio, la formula per l'acqua è H2O, dove i due sono il pedice per l'idrogeno. Non c'è un pedice dopo l'ossigeno, che è la stessa cosa che avere un pedice di uno. Pertanto, una mole del composto H2O contiene due moli di idrogeno e una mole di ossigeno, e i fattori di conversione sono (2 moli di idrogeno/1 mole di H2O) e (1 mole di ossigeno/1 mole di H2O), rispettivamente.
Talpe ad atomi e molecole
L'unità di una talpa è utile non solo perché scompone una formula nei suoi componenti chimici, ma anche per la sua relazione con il numero di atomi e molecole. Una mole è 6,02 * 10^23 atomi o molecole, quindi il fattore di conversione è (6,02 * 10^23 atomi o molecole/1 mole). Ad esempio, una mole di carbonio è uguale a 6,02 * 10^23 atomi di carbonio e una mole di anidride carbonica è uguale a 6,02 * 10^23 molecole di anidride carbonica. Poiché la formula dell'anidride carbonica è CO2, in una mole di anidride carbonica si possono trovare una mole di carbonio e due moli di ossigeno. Quindi 6.02 * 10^23 atomi di carbonio e 12.04 * 10^23 atomi di ossigeno esistono in una mole di anidride carbonica.
Talpe a Grammi
Sebbene sia importante comprendere le moli e il numero di atomi e molecole, un'unità più pratica per gli esperimenti è il grammo, che è un'unità di massa. Non puoi misurare una mole di una sostanza in un laboratorio, ma puoi misurare la sua massa in grammi su una bilancia. Il fattore di conversione per convertire le moli in grammi deriva dalla tavola periodica. La massa atomica, che di solito è indicata sotto il simbolo atomico e il numero atomico, è il numero di grammi per mole di quell'elemento. Ad esempio, la massa atomica del germanio è 72,61 g/mol. Pertanto, il fattore di conversione è (72,61 g Ge / 1 mol Ge). Il fattore di conversione per ogni elemento è analogo; sostituire semplicemente la massa atomica del germanio con la massa atomica dell'elemento in esame.
Percentuali a Moles
A volte i pedici nelle formule chimiche non sono numeri interi ma decimali. Queste sono percentuali ed è spesso necessario convertire le percentuali in moli. Ad esempio, se hai un composto i cui costituenti sono dati in percentuale, come C0.2H0.6O0.2, allora Il 20% delle moli del composto sono carbonio, il 60% sono idrogeno e il 20% sono ossigeno. Per convertire in moli, trova il fattore che si moltiplica per la percentuale più piccola per ottenere un prodotto del 100 percento. In questo caso la percentuale più piccola è il 20 percento, quindi quel numero è 5. Quindi moltiplica ogni percentuale per quel numero per ottenere, nel nostro caso, la formula CH3O, poiché 20% * 5 = 100% = 1 e 60% * 5 = 300% = 3.