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실험식 계산기

원소별 백분율이나 질량, 또는 연소에서 생성된 CO₂와 H₂O를 입력하면 가장 간단한 정수비 실험식을 구합니다. 몰 수, 비율, 배수가 함께 표시됩니다. 화합물의 몰질량을 추가하면 분자식으로 바꿀 수 있습니다. 무료이며 회원가입이 필요 없습니다.

시작 데이터
입력값은

원소

입력하면 실험식을 분자식으로 바꿀 수 있습니다.

결과

C3H4O3

실험식

88.062 g/mol

실험식량

질량에서 정수비까지

원소백분율 (%)원자량 (g/mol)몰 수÷ 최솟값× 3아래첨자
C40.9212.0113.4071.0003.0003
H4.581.0084.5441.3344.0014
O54.515.9993.4061.0003.0003

계산 과정

C: 40.92 ÷ 12.011 g/mol = 3.407 mol

H: 4.58 ÷ 1.008 g/mol = 4.544 mol

O: 54.5 ÷ 15.999 g/mol = 3.406 mol

가장 작은 값(O)으로 나누기: 1.000 : 1.334 : 1.000

그중 정수가 아닌 값이 있으므로 3배 합니다: 3 : 4 : 3

실험식 계산기 사용 방법

  1. 1. 시작 데이터를 고르세요. 각 원소의 백분율이나 질량이 주어졌다면 백분율 조성 또는 질량을 사용하세요. 시료를 태워서 생성된 CO₂와 H₂O의 그램 수를 알고 있다면 연소 분석을 사용하세요.
  2. 2. 원소를 입력하세요. 각 원소의 기호와 백분율 또는 질량(g)을 입력하고, 필요에 따라 행을 추가하거나 삭제하세요. 연소의 경우 시료 질량과 두 생성물의 질량을 입력하고, 나머지 시료가 산소라면 산소 옵션을 켜 두세요.
  3. 3. 몰질량이 있다면 추가하세요. g/mol 단위의 몰질량을 선택 사항으로 넣으면 실험식이 분자식으로 바뀝니다.
  4. 4. 단계를 읽으세요. 표에는 몰 수, 가장 작은 값에 대한 비율, 배수(있는 경우), 그리고 최종 정수 아래첨자가 나옵니다.

계산 방법

실험식은 화합물에 들어 있는 원자의 가장 간단한 정수비를 나타냅니다. 실험은 원자 수가 아니라 질량이나 백분율을 보고하므로, 먼저 몰로 변환합니다. 몰 수는 원자 수에 비례하기 때문입니다:

  1. 백분율을 100 g 시료의 그램 수로 보고, 각 질량을 원소의 원자량으로 나누어 몰 수를 구합니다.
  2. 모든 양을 가장 작은 값으로 나누어, 가장 작은 값이 1이 되게 합니다.
  3. 어떤 비율이 정수에 가깝지 않다면, 모든 비율에 그것을 정수로 만드는 가장 작은 정수를 곱한 다음 정수 아래첨자로 반올림합니다.
비율의 소수 부분모든 비율에 곱할 수
0.5 (1.5, 2.5 …)2
0.33 또는 0.67 (1.33, 2.67 …)3
0.25 또는 0.75 (1.25, 2.75 …)4
0.2, 0.4, 0.6 또는 0.85

실제 데이터는 반올림되어 있어서 비율이 정확히 정수인 경우는 드뭅니다. 계산기는 정수에서 0.1 이내인 비율을 정수로 반올림합니다(더 엄격하거나 느슨한 한계를 고를 수 있습니다). 배수가 필요해지면 적합도는 이 한계의 절반 이내여야 하므로, 큰 배수 때문에 맞지 않는 값이 맞는 것처럼 보이지는 않습니다. 배수는 8까지 시도합니다.

실제 예시: 아스코르브산

아스코르브산(비타민 C)은 질량 기준으로 탄소 40.92%, 수소 4.58%, 산소 54.50%입니다. 계산기의 기본 데이터입니다. 시료 100 g에서는 다음과 같습니다:

  • C: 40.92 ÷ 12.011 = 3.407 mol
  • H: 4.58 ÷ 1.008 = 4.544 mol
  • O: 54.50 ÷ 15.999 = 3.406 mol
  • 가장 작은 값(3.406)으로 나누기: C 1.000 : H 1.334 : O 1.000
  • 1.334는 1⅓에 가까우므로 3을 곱합니다: C₃H₄O₃

실험식량은 3 × 12.011 + 4 × 1.008 + 3 × 15.999 = 88.062 g/mol입니다. 측정된 몰질량이 176.12 g/mol이라면 176.12 ÷ 88.062 = 2.000이므로 모든 아래첨자가 두 배가 되어, 분자식은 C₆H₈O₆입니다.

실제 예시: 연소 분석

C, H, O만 포함된 1.000 g의 시료를 태우면 CO₂ 1.911 g과 H₂O 1.173 g이 생깁니다. 모든 탄소는 CO₂에, 모든 수소는 물에 들어 있으므로, 질량은 몰질량(CO₂ 44.009 g/mol, H₂O 18.015 g/mol)으로부터 구합니다:

  • 탄소: 1.911 × 12.011 ÷ 44.009 = 0.5216 g
  • 수소: 1.173 × 2 × 1.008 ÷ 18.015 = 0.1313 g
  • 산소, 차이로 구함: 1.000 − 0.5216 − 0.1313 = 0.3472 g
  • 몰 수 0.04342 : 0.1302 : 0.02170, 비율로는 2.001 : 6.001 : 1.000이므로 — C₂H₆O

실험식으로 알 수 없는 것

C₂H₆O는 에탄올일 수도 있고 다이메틸 에터일 수도 있습니다. 실험식은 비율만 알려 줄 뿐 구조는 알려 주지 않으며, 분자식을 구하려면 질량 분석 같은 별도 측정으로 얻은 몰질량이 필요합니다. 구한 실험식을 확인하려면 백분율 조성 계산기로 반대 방향의 계산을 해 볼 수 있습니다.

흔한 실수

  • 1.33 또는 1.5를 정수로 반올림하기. 이 비율은 배수가 필요하다는 뜻입니다(×3, ×2). 반올림하면 잘못된 식이 나옵니다.
  • 몰 수를 너무 일찍 반올림하기. 비율을 구하기 전까지는 네 자리 이상의 숫자를 유지하세요.
  • 가장 큰 값으로 나누기. 가장 작은 값으로 나누어, 모든 아래첨자가 최소 1이 되게 하세요.
  • 연소 문제에서 산소를 잊기. 산소는 직접 측정되지 않습니다. 시료 질량에서 탄소와 수소의 질량을 빼세요.
  • 정수 배수가 아닌 분자식을 보고하기. 몰질량 ÷ 실험식량이 정수에 가깝지 않다면 데이터나 몰질량에 오류가 있는 것입니다.

자주 묻는 질문

백분율 조성으로 실험식을 어떻게 구하나요?
화합물 100 g을 가정하면 각 백분율이 그램 수가 됩니다. 각각을 원자량으로 나누어 몰 수로 바꾸고, 모든 몰 수를 가장 작은 값으로 나눕니다. 어떤 비율이 정수가 아니면 작은 정수를 곱합니다. 얻은 정수가 아래첨자가 됩니다.
실험식과 분자식의 차이는 무엇인가요?
실험식은 가장 간단한 정수비이고, 분자식은 분자 하나에 실제로 들어 있는 원자 수로 실험식의 정수배입니다. 포도당은 분자로는 C₆H₁₂O₆이고 실험식으로는 CH₂O입니다. 물은 둘 다 H₂O입니다.
비율이 1.5나 1.33이면 어떻게 하나요?
모든 비율을 정수로 만드는 가장 작은 정수를 곱하세요. 1.5는 2, 1.33 또는 1.67은 3이 필요합니다. 1.2 같은 비율은 5가 필요합니다. 위의 표에 흔한 경우가 정리되어 있고, 계산기가 배수를 자동으로 적용합니다.
연소 분석으로 실험식을 어떻게 구하나요?
탄화수소나 산소를 포함한 화합물을 과량의 산소에서 태우면 모든 탄소는 CO₂로, 모든 수소는 H₂O로 바뀝니다. 이 생성물의 질량으로 탄소와 수소의 그램 수를 구하고, 산소는 차이로 구하며, 나머지는 일반적인 몰비 방법으로 계산합니다.
실험식과 분자식이 같을 수 있나요?
네. H₂O, CH₄, CO₂처럼 원자를 공통 인수로 나눌 수 없으면 둘은 같습니다. 이온 화합물은 개별 분자가 없으므로 NaCl, Fe₂O₃처럼 항상 실험식으로 씁니다.
백분율의 합이 100이 아니면 어떻게 하나요?
100에서 조금 벗어난 합은 반올림 때문입니다. 100보다 훨씬 낮은 합은 보통 어떤 원소가 보고되지 않은 것이며, 산소는 차이로 구하는 경우가 많습니다. 계산기는 백분율 합이 100에서 1 이상 벗어나면 경고합니다.

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