Les formules
empiriques décrivent le rapport de chaque type d'atome en une substance. Le mot
«empirique» fait référence à l'origine des formules empiriques à des résultats
observables; dire les formules est déterminées par l'expérience. Les
scientifiques testent la composition des composés inconnus en observant leur
formation ou leurs interactions avec les substances connues. Le rapport des
atomes dans un composé ne donne qu'une idée approximative de sa nature, mais il
est une base pour complément d'enquête.
Si les
scientifiques peuvent créer un composé et de connaître la composition des
réactifs, ou les substances qui réagissent, ils peuvent déterminer la formule
empirique du produit. Ils effectuent la réaction pour produire le produit sans
laisser toutes les entrées qui n'ont pas réagi. Ils contrôlent également les
proportions des réactifs qui entrent dans la réaction. Il est important qu'ils
sachent que la proportion de molécules des réactifs plutôt que la proportion de
masse ou de volume parce que ces mesures peuvent varier selon les différentes
molécules. La proportion des réactifs leur dit, la proportion d'atomes dans le
produit depuis la totalité des molécules qu'ils mettent en sont utilisés dans
la réaction.
Une autre
méthode de détermination de formules empiriques est de provoquer un composé de
réagir avec une autre matière et d'observer les produits de la réaction. Les
scientifiques utilisent couramment cette méthode pour analyser les hydrocarbures,
les substances qui ne contiennent que des atomes de carbone et d'hydrogène. Ils
brûlent des hydrocarbures inconnus et de recueillir le dioxyde de carbone et de
vapeur d'eau, les rendements de la réaction.
Quand un
hydrocarbure brûle, il réagit avec l'oxygène, la réaction peut être représentée
comme AC f H g + BO 2 -> CO 2 + D EH 2 O, où A, B, D et E indiquent les
proportions des molécules dans l' réaction et f et g représentent les
proportions de carbone et de l'hydrogène dans l'hydrocarbure. Les expérimentateurs
mesurent la masse de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau. Puis ils divisent
ces numéros par le poids moléculaire des composés respectifs. Pour le dioxyde
de carbone, le nombre résultant est le même que le nombre d'atomes de carbone
', mais ils doivent multiplier le nombre de molécules d'eau par deux pour
obtenir le nombre de molécules d'hydrogène. Ils trouvent les plus petits
nombres entiers qui conservent la proportion de C et H, et ceux-ci sont f et g
dans l'équation: les indices de la formule empirique.
Formules
empiriques n'indiquent pas la structure précise d'une molécule. L'acétylène et
le benzène, par exemple, sont des hydrocarbures qui contiennent un nombre égal
d'atomes de carbone et d'hydrogène, de sorte que la formule brute de chacun est
CH. Acétylène de la formule moléculaire est C 2 H 2, alors que le benzène s est
C 6 H 6. Ils ont des propriétés très différentes en dépit d'avoir la même
formule empirique. L'acétylène est un gaz hautement explosif utilisé pour la
découpe et le soudage; cycles benzéniques six carbone sont l'élément définitif
de substances aromatiques et sont présents dans la plupart des molécules
responsables des goûts et odeurs.
