実験式

化学において、化合物の実験式とは、化合物中に存在する原子の最も簡単な整数比のことです。 ^{[ 1 ]}この概念の簡単な例として、一酸化硫黄（SO）の実験式は単にSOであり、二酸化硫黄_（S₂O₂）_の実験式も同様です。このように、硫黄と酸素の化合物である一酸化硫黄と二酸化硫黄は、同じ実験式を持ちます。しかし、化合物の各分子に含まれる原子の数を表す分子式は、同じではありません。

実験式は、原子の配置や数については一切言及しません。これは、塩化カルシウム（CaCl₂ _）のような多くのイオン化合物や、二酸化ケイ素（SiO₂ ）のような高分子化合物において標準的な_式です。

一方、分子式は分子内の各原子の数を示します。[ 2 ^]構造式は分子の配置を示します。また、異なる種類の化合物が同じ実験式を持つこともあります。

化学の初期の頃は、化合物の組成に関する情報は元素分析から得られ、化合物中に存在する元素の相対量に関する情報が得られ、それはパーセントまたはモル比で表すことができます。しかし、化学者はこれらの元素の正確な量を決定することができず、その比率しか知ることができませんでした。そのため、「実験式」という名前が付けられました。イオン化合物は陰イオンと陽イオンの拡張ネットワークであるため、イオン化合物のすべての式は実験式です。^{[ 3 ]}

• グルコース（C ₆ H ₁₂ O ₆）、リボース（C ₅ H ₁₀ O ₅）、酢酸（C ₂ H ₄ O ₂）、ホルムアルデヒド（CH ₂ O）はすべて分子式は異なりますが、実験式は同じCH ₂ Oです。これはホルムアルデヒドの実際の分子式ですが、酢酸は原子数が2倍、リボースは原子数が5倍、グルコースは原子数が6倍です。

酢酸メチルの試料を化学分析した結果、以下の元素組成データが得られました。炭素（C）48.64%、水素（H）8.16%、酸素（O）43.20%。実験式を求めるにあたり、この化合物は100グラムであると仮定します。この場合、各元素の割合は、それぞれの質量（グラム）に等しくなります。

ステップ1：各パーセンテージを、各元素の質量をグラム単位で表す式に変換します。つまり、48.64% Cは48.64 g Cに、8.16% Hは8.16 g Hに、43.20% Oは43.20 g Oになります。

ステップ2：各元素のグラム単位の量をモル単位の量に変換する

$\displaystyle \left({\frac {48.64{\mbox{ g C}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{12.01{\mbox{ g C}}}}\right)=4.049\ {\text{mol}}}$

${\displaystyle \left({\frac {8.16{\mbox{ g H}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{1.007{\mbox{ g H}}}}\right)=8.095\ {\text{mol}}}$

$\displaystyle \left({\frac {43.20{\mbox{ g O}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{16.00{\mbox{ g O}}}}\right)=2.7\ {\text{mol}}}$

ステップ3：得られた各値を、これらの値の中で最小の値（2.7）で割ります。

${\displaystyle {\frac {4.049{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1.5}$

${\displaystyle {\frac {8.095{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=3}$

${\displaystyle {\frac {2.7{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1}$

ステップ4：必要に応じて、これらの数値を整数で乗算して整数にします。いずれかの数値に演算を行う場合は、すべての数値に演算を行う必要があります。

${\displaystyle 1.5\times 2=3}$

$3×2=6$

${\displaystyle 1\times 2=2}$

したがって、酢酸メチルの実験式はC ₃ H ₆ O ₂である。この式は偶然にも酢酸メチルの分子式でもある。^{[ 4 ]}