這個計算器的功用
實驗式(empirical formula)代表化合物中各原子的最簡整數比,而分子式(molecular formula)則表示一個分子中原子的實際數目。分子式一定是實驗式的整數倍,這個計算器就是用來求出這個倍數 \(n\),讓你把實驗式放大成真正的分子式。
使用方法
只需輸入兩個數值:實驗式式量(即最簡比例式的莫耳質量)以及化合物實際的莫耳質量(通常由實驗測得,例如凝固點下降法或質譜分析)。計算器會把莫耳質量除以實驗式式量,再四捨五入到最接近的整數,得出 \(n\)。接著將實驗式中每個下標乘以 \(n\),即可寫出分子式。
公式解析
核心關係式為 $$n = \frac{\text{莫耳質量}}{\text{實驗式式量}}$$。由於兩者描述的是同一種「組成單元」,理論上它們的比值應為精確的整數。不過測量質量時的微小誤差,可能讓結果出現 5.98 或 6.02 這類數值,因此需四捨五入到最接近的整數。最後將實驗式各原子數乘以這個倍數,便得到分子式。
範例演算
葡萄糖的實驗式為 CH2O,實驗式式量約為 30.026 g/mol,而實測莫耳質量為 180.156 g/mol。因此 $$n = \frac{180.156}{30.026} \approx 6.0$$。將 CH2O 乘以 6,即得分子式 C6H12O6。
常見問題
為什麼 n 不是剛好的整數?實驗測得的莫耳質量本身帶有誤差,所以原始比值可能稍有偏差;只要四捨五入到最接近的整數,就能得到正確的倍數。
如果 n 四捨五入後等於 1 呢?那表示實驗式與分子式完全相同——最簡比例本身就是真正的分子式,例如水 H2O。
實驗式式量要去哪裡找?把實驗式中各原子的原子量相加即可;或先由百分組成數據計算出實驗式,再求出式量。