La formula empirica in chimica fornisce i numeri relativi di ciascun tipo di atomo in una particolare molecola. Non fornisce il numero esatto di ogni tipo di atomo nella molecola, né fornisce alcuna informazione sulla disposizione di quegli atomi. La formula empirica è usata estesamente nella stechiometria, una branca della chimica analitica che studia la composizione di reagenti e prodotti nelle reazioni chimiche. È possibile calcolare la formula empirica di un composto dalla quantità di ciascun elemento presente in un dato campione del composto.

Determina la massa di ciascun elemento in un composto. Questi valori sono ottenuti sperimentalmente, tipicamente conducendo una serie di reazioni che interrompono il composto nei suoi elementi costitutivi. Per questo esempio, supponiamo di avere 13,5 grammi (g) di calcio (Ca), 10,8 g di ossigeno (O) e 0,675 g di idrogeno (H).

Determinare il numero di grammi in una talpa ( mol) di ciascun elemento. Viene indicato come il peso atomico dell'elemento ed è disponibile da una tavola periodica. In questo esempio, il peso atomico di Ca è 40.1, il peso atomico di O è 16.0 e il peso atomico di H è 1.01.

Calcola il numero di moli di ciascun elemento nel composto. Ad esempio, 13,5 g Ca /(40,1 g /mol Ca) = 0,337 mol Ca, 10,8 g O /(16,0 g /mol O) = 0,675 mol O e 0,675 g H /(1,01 g /mol H) = 0,668 mol H .

Determina la proporzione degli elementi nel composto. Dividi la quantità molare di ogni elemento per la quantità più piccola. In questo caso, la quantità più piccola è per il calcio a 0,337 moli. Dividendo ciascuna quantità molare di 0,337 moli, otteniamo 0,337 /0,337 = una per il calcio, 0,675 /0,337 = circa due per l'ossigeno e 0,668 /0,337 = circa due per l'idrogeno.

Esprimi la formula empirica per il campione . Dal passaggio 4, sappiamo che ci sono due atomi di ossigeno e due atomi di idrogeno per ogni atomo di calcio. La formula empirica per il composto del campione è quindi CaO2H2.