Fórmula empírica

Fórmula empírica em química é a que representa um composto químico através dos símbolos atômicos dos elementos que o compõem com os menores subscritos possíveis.

A fórmula empírica é a fórmula mais simples que se obtém ao dividir a porcentagem de cada elemento pela sua massa atômica sendo o número relativo de átomos de cada elemento no composto químico, em algumas ocasiões a fórmula empírica e a fórmula molecular podem ser iguais como é o caso da água (H₂O) onde o hidrogênio e o oxigênio estão na razão de $2:1$ independente do tamanho da amostra e além disso pode ocorrer de algumas substâncias conterem as mesmas fórmulas empíricas mas fórmulas moleculares diferentes, por exemplo:

Tabela 1. Substâncias com formulas mínimas iguais

Substância	Fórmula molecular	Fórmula empírica
Ácido acético	CH3COOH	CH2O
Formaldeído (metanal)	CH2O	CH2O
Glicose	C6H12O6	CH2O

As substâncias da tabela 1 possuem as fórmulas empíricas iguais e têm a proporção de $1:2:1$ entre os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio.

Para determinar a fórmula empírica de um composto é necessário converter a composição percentual em massa, para isso considera-se uma amostra de massa equivalente à 100g exatos, assim é possível determinar a massa de cada elemento em gramas.

Por exemplo: O ácido acético é composto de 40% de carbono, 53,33% de oxigênio e 6,66% de hidrogênio, a massa de cada elemento a 100g exatos será igual à sua percentagem: $C=40\mathrm{\%}$, $O=53,33\mathrm{\%}$ $H=6,66\mathrm{\%}$, ou seja, $m(C)=40g$, $m(O)=53,33g$ e $m(H)=6,66g$.

Para converter essas proporções em quantidade de matéria (mol), é preciso dividir a massa em gramas de cada elemento pela respectiva massa molar ($\frac{g}{mol}$).

$C=\frac{40g}{12\frac{g}{mol}}=3,33mol$

$H=\frac{6,66g}{1\frac{g}{mol}}=6,66mol$

$O=\frac{53,33g}{16\frac{g}{mol}}=3,33mol$

Os valores encontrados indicam a proporção entre cada elementos, a relação entre eles devem ser expressas em número inteiros e em sua menor proporção, sendo assim cada quantidade em mol deve ser dividida pelo menor valor encontrado, por exemplo:

$C=\frac{3,33}{3,33}=1$

$H=\frac{6,66}{3,33}=2$

$O=\frac{3,33}{3,33}=1$

Os números estão na proporção

C:H:O = $3,33:3,33:6,66=1:2:1$

Portanto a fórmula empírica é CH₂O.

A fórmula empírica também é chamada de fórmula mínima.