Teorija

Vielas ķīmiskā formula norāda dotās vielas kvalitatīvo (atbildot uz jautājumu, no kādiem elementiem sastāv viela) un kvantitatīvo (atbildot uz jautājumu, cik liels katra elementa atomu skaits atrodas dotās vielas molekulā) sastāvu. Turklāt indeksu attiecība ķīmiskajā formulā atbilst šo elementu vielas daudzumu attiecībai savienojumā. Uz to pamatojas aprēķini, kad ir jānosaka vielas empīriskā (vienkāršākā) formula, ja zināms dotās vielas sastāvs masas daļās.
 
Lai aprēķinātu ķīmiskā elementa vielas daudzumu, ir jāzina elementa masa. Ja pieņem, ka vielas, kuras formula jāaprēķina, masa ir \(100\) \(\mathrm{g}\), var noteikt katra elementa masu, jo tā skaitliski sakrīt ar elementa masas daļu, ja tā ir izteikta procentos.
 
Piemēram, ja savienojuma sastāvā elementa oglekļa masas daļa ir \(40\%\), tad \(100\) gramos šī savienojuma atrodas \(40\) \(\mathrm{g}\) oglekļa.
 
Katra ķīmiskā elementa vielas daudzumu aprēķina, šī elementa masu dalot ar molmasu: n=mM. Aprēķinot elementu vielas daudzuma attiecību savienojumā, iegūto rezultātu dala ar mazāko skaitli, un attiecību, kas veidojas, ja tas ir nepieciešams, reizina ar 2, 3 utt., kamēr sanāk veselu skaitļu attiecība (jo atomu skaitu molekulā var izteikt tikai ar veselu skaitli).
 
Piemēram, ja rēķinot oglekļa un ūdeņraža daudzuma attiecība sanāk nC:nH=6,62:18,18, daļa šo attiecību ar mazāko no skaitļiem (6,62), un iegūto rezultātu reizina ar 3, lai sanāktu veselu skaitļu attiecība:
nC:nH=6,62:18,18=6,62:18,186,621:2,673:8. Tātad šīs vielas ķīmiskā formula ir \(\mathrm{C_3H_8}\).
 
Vielas molekulārā (īsta) formula var atšķirties no empīriskās (vienkāršākās) formulas, jo, piemēram, daudzumu (indeksu) attiecība 1:2 atbilst arī attiecība 2:4, 3:6 utt. Lai būtu iespējams aprēķināt vielas molekulāro formulu, jābūt zināmai šīs vielas molmasai. Salīdzinot vielas molmasu ar šīs vielas empīriskās formulas molmasu, nosaka, ar kādu skaitli ir jāreizina indeksi empīriskā formulā, lai iegūtu indeksus vielas molekulārajā formulā.
 
Vielas molmasu ir iespējams aprēķināt šādos gadījumos:
 
  1. Ja ir zināms gāzveida vielas (tvaika) relatīvais blīvums attiecībā pret citu gāzi (\(d\)).
    Tā kā  d=M1gāzesM2gāzesM1gāzes=dM2gāzes.
     
  2. Ja ir zināms gāzveida vielas (tvaika) blīvums (\(\rho\)) (n.a.). 
    Tā kā  ρ=MgāzesV0Mgāzes=ρV0.
     
  3. Ja ir zināma noteikta gāzveida vielas (tvaika) tilpuma (\(\mathrm{n.a.}\)) masa. 
    No vienas puses, n=mMgāzes. No otras puses n=VV0. Tāpēc mMgāzes=VV0. No šejienes: Mgāzes=mV0V.
 
 
Materiālu izstrādāja M. Gorskis