Ποιες πειραματικές ενδείξεις για μια νέα ένωση πρέπει να είναι γνωστά πριν από τη φόρμουλα της;
1. Στοιχειώδης σύνθεση:
* ποιοτική ανάλυση: Ποια στοιχεία υπάρχουν στην ένωση; Αυτό μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως ανάλυση καύσης, φασματοσκοπία (π.χ. IR, NMR) ή στοιχειακή ανάλυση.
* Ποσοτική ανάλυση: Ποιες είναι οι σχετικές ποσότητες κάθε στοιχείου στην ένωση; Αυτό γίνεται συνήθως με τη μέτρηση της μάζας κάθε στοιχείου που υπάρχει σε μια γνωστή μάζα της ένωσης.
2. Μοριακό βάρος:
* φασματομετρία μάζας: Ο προσδιορισμός του μοριακού βάρους της ένωσης χρησιμοποιώντας φασματομετρία μάζας παρέχει τη συνολική μάζα του μορίου.
3. Δομή (προαιρετική, αλλά εξαιρετικά επιθυμητή):
* φασματοσκοπία: Διάφορες φασματοσκοπικές τεχνικές (NMR, IR, UV-VIS) παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τις λειτουργικές ομάδες και τη διάταξη των ατόμων εντός του μορίου.
* Κρυσταλογραφία ακτίνων Χ: Για κρυσταλλικές ενώσεις, η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ μπορεί να αποκαλύψει την ακριβή τρισδιάστατη διάταξη των ατόμων.
Παράδειγμα:
Ας πούμε ότι έχετε μια νέα ένωση με τα ακόλουθα πειραματικά δεδομένα:
* στοιχειακή ανάλυση: 40% άνθρακα, 6,7% υδρογόνο, 53,3% οξυγόνο
* φασματομετρία μάζας: Μοριακό βάρος =180 g/mol
Με αυτές τις πληροφορίες, μπορείτε:
1. Υπολογίστε τον εμπειρικό τύπο: Αυτό αντιπροσωπεύει την απλούστερη αναλογία ατόμων ολόκληρου του αριθμού των ατόμων στην ένωση.
2. Προσδιορίστε τον μοριακό τύπο: Συγκρίνετε τη μάζα του εμπειρικού τύπου με το μοριακό βάρος που προσδιορίζεται με φασματομετρία μάζας. Εάν ταιριάζουν, ο εμπειρικός τύπος είναι επίσης ο μοριακός τύπος. Εάν όχι, πολλαπλασιάστε τους δείκτες στον εμπειρικό τύπο με έναν παράγοντα που ταιριάζει με το μοριακό βάρος.
Πρόσθετες εκτιμήσεις:
* Καθαρότητα: Βεβαιωθείτε ότι η ένωση είναι καθαρή πριν από την ανάλυση. Οι ακαθαρσίες θα επηρεάσουν τα αποτελέσματα.
* Ισομερή: Εάν οι πολλαπλές ενώσεις έχουν τον ίδιο μοριακό τύπο, αλλά διαφορετικές δομές, απαιτούνται πρόσθετα πειράματα για να τα διακρίνουν.
Συνοπτικά, ο τύπος μιας νέας ένωσης μπορεί να προσδιοριστεί μόνο με πειραματικές ενδείξεις σχετικά με τη στοιχειακή του σύνθεση, το μοριακό βάρος και συχνά τη δομή της.
