การคำนวณสูตรเอมพิริคัล และสูตรโมเลกุล

สูตรเอมพิริคัล = น้ำหนักของสาร A : น้ำหนักของสาร B 
                          มวลอะตอมสาร A  :   มวลอะตอมสาร B

ในการคำนวณสูตรเอมพิริคัลนั้น จำเป็นต้องทราบข้อมูลต่อไปนี้

1.สารนั้นมีธาตุใดเป็นองค์ประกอบ

2.ธาตุเหล่านั้นมีมวลอะตอมเท่าใด

3.ทราบน้ำหนักของธาตุที่เป็นองค์ประกอบแต่ละชนิด

4.คำนวณหาสูตรเอมพิริคัล

5.ทราบมวลโมเลกุล

6.สูตรโมเลกุล

จากนั้น ในขั้นตอนการคำนวณสูตรเอมพิริคัล มีข้อบังคับดังนี้

•  ตัวเลขทุกตัวควรมีจุดทศนิยมอย่างน้อย 2 ตำแหน่ง

•  การปัดจุดทศนิยม

- 0.1 – 0.2 ปัดทิ้ง

- 0.3 – 0.7 ห้ามปัด

- 0.8 – 0.9 ปัดขึ้น 1

•  ให้นำตัวเลขที่น้อยที่สุดหารตลอด

•  นำเลขจำนวนเต็มมาคูณจนกระทั่งปัดได้

ตัวอย่าง แก๊สสีน้ำตาลแดง ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญในการเกิดมลพิษในอากาศ ประกอบด้วย ไนโตรเจน
2.34 กรัม และ ออกซิเจน 5.34 กรัม จงหาสูตรเอมพิริคัลของแก๊สนี้
วิธีทำ จากโจทย์ เราทราบธาตุองค์ประกอบ , น้ำหนักของธาตุแต่ละชนิด
        เนื่องจาก มวลอะตอมของ N = 14.00 , มวลอะตอมของ O = 16.00
        อัตราส่วน                               
                                                       N : O

                                                  2.34 : 5.34
                                                  14.0   16.00
                                                0.167 : 0.334
                นำเลขตัวน้อยหารตลอด 0.167 : 0.334
                                                0.167    0.167
                                                  1.00 : 2.00

               สูตรเอมพิริคัลของแก๊สนี้ คือ NO ₂

ตัวอย่าง จงหาสูตรเอมพิริคัลของสารซึ่งประกอบด้วย ฟอสฟอรัส 43.7 % และ ออกซิเจน 56.3 % โดยน้ำหนัก
วิธีทำ     สมมติว่า มีสารทั้งหมด 100 กรัม
            เนื่องจาก มวลอะตอมของ P = 31.00 , มวลอะตอมของ O = 16.00
             อัตราส่วน
                                                                        P : O
                                                                 43.70 : 56.30
                                                                  31.00 16.00
                                                                    1.41 : 3.52
                                    นำเลขตัวน้อยหารตลอด 1.41 : 3.52
                                                                     1.41 1.41
                                                                     1.00 : 2.50
                                                   คูณด้วย 2  2 .00 : 5. 0
                                      สูตรเอมพิริคัลของแก๊สนี้ คือ P ₂ O ₅

ในการหาสูตรโมเลกุล เราจำเป็นต้องทราบสูตรเอมพิริคัล และมวลโมเลกุลของสารนั้นก่อน แล้วจึง
ทำการหาค่า n และสูตรโมเลกุล จากความสัมพันธ์

                                         มวลโมเลกุล = ( มวลของสูตรเอมพิริคัล ) x n

                                         สูตรโมเลกุล = ( สูตรเอมพิริคัล ) n

                                         ถ้า n มีค่า 0.5 ขึ้นไป ปัดขึ้น 1

                                                        0.5 ลงมา ปัดทิ้ง

ตัวอย่าง การวิเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ชนิดหนึ่ง เพื่อหาปริมาณธาตุองค์ประกอบพบว่า 
           มีคาร์บอน 18.23 % ไฮโดรเจน 2.11 % และ คลอรีน 80.76 % โดยน้ำหนัก ถ้า
           มวลโมเลกุลของสารนี้เป็น 135 จงหาสูตรโมเลกุล
วิธีทำ    สมมติว่า มีสารทั้งหมด 100 กรัม
           เนื่องจาก มวลอะตอมของ C = 12.00 , มวลอะตอมของ H = 1.00 ,
           มวลอะตอมของ Cl = 35.50
           อัตราส่วน                                      C : H : Cl
                                                       18.23 : 2.11 : 80.76
                                                         12.00 1.00 35.50
                                                          1.52 : 2.11 : 2.27
                          นำเลขตัวน้อยหารตลอด 1.52 : 2.11 : 2.27 
                                                           1.52 1.52 1.52
                                                          1.00 : 1.40 : 1.50
                          คูณด้วย             2    2 .00 : 3.0 : 3.0 
                           สูตรเอมพิริคัลของแก๊สนี้ คือ C ₂ H ₃ Cl ₃ 
    จะได้ มวลสูตรเอมพิริคัลของ C ₂ H ₃ Cl ₃ = 13 5 .50
                                         จาก มวลโมเลกุล = ( มวลของสูตรเอมพิริคัล ) x n
                                                   135.00 = ( 135.50 ) x n
                                                             n = 1
                             สูตรโมเลกุลของแก๊สนี้ คือ C ₂ H ₃ Cl₃

เคมี เป็นวิชาที่ทำการศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติสสาร ความสามารถต่างๆของสสาร การแปรรูปสสาร และการปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลังงาน และสสารกันเอง ที่ส่วนใหญ่แล้วสสารต่างๆ มักอยู่ในรูปแบบของอะตอม โดยวิธีการศึกษานั้น มักจะเริ่มจากการศึกษาโครงสร้าคุณสมบัติ และเรื่องการจัดเรียนอะตอมเพื่อรวมตัวกันเป็นโมเลกุล ตัวอย่างเช่น ผลึกคริสตัล วิชาเคมีในปัจจุบันได้กำหนดโครงสร้างของสสาร ในระดับอะตอม ซึ่งถือว่าเรื่องนี้ เป็นการกำหนด ธรรมชาติของสสารในทุกๆชนิดอีกด้วย และในการเรียนวิชาเคมีก็ไม่ต่างอะไรกับการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์อื่น ที่ต้องใช้การเป็นคนช่างสังเกตุ จดบันทึก เพื่อรวบรวมเป็นข้อมูลในการสรุปผล นอกจากนี้วิชาเคมียังถูกขนานนามว่าเป็นวิทยาศาสตร์ศูนย์กลาง เนื่องจากว่าวิชาเคมีนั้นสามารถเชื่อมต่อกับวิทยาศาสตร์ตัวอื่นๆ เข้าด้วยกันได้ อย่างเช่น ฟิสิกส์ ชีววิทยา เป็นต้น ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น ก็เพราะว่า วิชาเคมีนั้นได้นำเอาศาสตร์วิชาจำเพราะย่อยๆ ต่างๆ ของแต่ละวิชามารวมกันไว้ และวิชาเคมีเป็นวิชาที่เหลื่อมล้ำกับวิทยาศาสตร์อื่นๆอีกมากมาย  และเพื่อให้วิชาเคมีมีความง่ายต่อการศึกษา จึงถูกแบ่งย่อยเป็นเรื่องต่างๆอีกด้วย