Lý thuyết Xác định công thức hóa học dựa vào phần trăm nguyên tố và khối lượng phân tử

A. Lý thuyết và phương pháp giải

Khi biết phần trăm khối lượng của hai nguyên tố A, B tạo nên hợp chất và khối lượng phân tử của chất đó, xác định công thức hoá học theo các bước sau:

Bước 1: Đặt công thức hoá học của hợp chất là A_xB_y.

Bước 2: Tính khối lượng của A, B trong một phân tử chất, tính khối lượng phân tử của hợp chất.

Bước 3: Tìm x, y thông qua biểu thức tính phần trăm khối lượng.

Chú ý: Thông thường có thể gộp bước 2 với bước 3 làm một.

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Hợp chất X được tạo thành bởi iron và oxygen có khối lượng phân tử là 160 amu. Biết phần trăm khối lượng của iron trong X là 70%. Xác định công thức hóa học của X.

Hướng dẫn giải

Đặt công thức hóa học của X là Fe_xO_y.

Khối lượng nguyên tố Fe trong một phân tử X là $\frac{160\times 70}{100}=112$ (amu).

Khối lượng của nguyên tố S trong một phân tử X là 160 – 112 = 48 (amu).

Ta có: 56 amu × x = 112 amu → x = 2.

          16 amu × y = 48 amu → y = 3.

Vậy công thức hóa học của X là Fe₂O₃.

Ví dụ 2: Phân tử X có 75% khối lượng là aluminium, còn lại là carbon. Biết khối lượng phân tử của X là 144 amu. Xác định công thức phân tử của X.

Hướng dẫn giải

%C = 100% - %Al = 100% - 75% = 25%.

%Al = $\frac{\mathrm{KLNT}\left(\mathrm{Al}\right)\times \mathrm{x}}{\mathrm{KLPT}\left({\mathrm{Al}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{C}}_{\mathrm{y}}\right)}\times 100\%=\frac{27\times \mathrm{x}}{144}.100\%$ = 75% ⇒ x = 4.

%C = $\frac{\mathrm{KLNT}\left(\mathrm{C}\right)\times \mathrm{y}}{\mathrm{KLPT}\left({\mathrm{Al}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{C}}_{\mathrm{y}}\right)}\times 100\%=\frac{12\times \mathrm{y}}{144}.100\%$ = 25% ⇒ y = 3.

Vậy công thức hóa học của hợp chất là Al₄C₃.