Вправа 19. Що таке найпростіша формула, істинна формула сполуки? Найпростіша формула - це формула органічної сполуки виведена за масовими частками, в якій індекси найменші з усіх можливих. Для виведення істинної формули речовини необхідно додатково знати її молярну масу або мати інші дані.
Наведіть приклад вуглеводню, для якого ці формули:
а) різні; Етин
б) однакові. Метан
Вправа 20. За результатами хімічного аналізу вуглеводню отримано формулу СН3. Яка істинна формула цієї сполуки? С2Н6
Вправа 21. Виведіть формулу найпростішої за складом нітрогеновмісної органічної сполуки, якщо масова частка Карбону в ній становить 38,71 %, а Гідрогену — 16,13 %. Зобразіть структурну формулу молекули сполуки.
Відомо: СxНyNz, ω(C)=38,71%, ω(Н)=16,13%
Знайти: СxНyNz — ?
Розв'язування:
ω(N)=100%–ω(C)–ω(H)=100%–38,71%-16,13%=45,16%
x:y:z=n(С):n(Н):n(N)=m(C)/М(С):m(H)/М(Н):n(N)/M(N)=
=38,71/12:16,13/1:45,16/14=3,23:16,13:3,23
Якщо співвідношення між атомами виражене не цілими, а дробовими числами, то вважаємо, що менше число дорівнює одиниці, а більше число ділимо на нього:
x:y:z=3,23/3,23:16,13/3,23:3,23/3,23=1:5:1, отже, формула сполуки СH5N, або CH3NH2
|
Н Н | / H ― C ― N | \ Н Н |
Відповідь: СН3NH2
Вправа 22. Яка формула вуглеводню, якщо масова частка Карбону в ньому 84%?
Відомо: СxНy, ω(Н)=84%
Знайти: СxНy — ?
Розв'язування
ω(С)=100%–ω(H)=100%–84%=16%
x:y=n(С):n(Н)=m(C)/М(С):m(H)/М(Н)=84/12:16/1=7:16
Відповідь: С7Н16
Вправа 23. Знайдіть усно формулу вуглеводню, в якому співвідношення мас Гідрогену і Карбону становить:
а) 3 : 1; C2H6
б) 4 : 1. СН4
Вправа 24. Виконайте розрахунки для вуглеводню і заповніть таблицю:
| Е |
ω(Е) % |
М(Е) г/моль |
n(E), моль |
n(C):n(H) | Множник | Індекси |
Найпростіша формула |
| С | 83,7 | 12 | 83,7/12 | 1:2,33 | 3 | 3:7 | С3Н7 |
| Н | 16,3 | 1 | 16,3/1 | 1:2,33 | 3 | 3:7 | С3Н7 |
n(С):n(Н)=m(C)/М(С):m(H)/М(Н)=83,7/12:16,3/1=6,98:16,3=6,98/6,98:16,3/6,98=1:2,33
Чи існує речовина з виведеною найпростішою формулою? Ні, не існує
Якщо ні, то якою є істинна формула речовини? С6Н14
Вправа 25. Виведіть формулу сполуки, якщо її молекула містить атом Карбону, атом елемента VI групи й атоми Гідрогену, а масові частки перших двох елементів становлять відповідно: а) 3/8 і 1/2; б) 1/4 і 2/3. Зобразіть структурні формули молекул сполук.
а) Відомо: сполука СНхЕ містить 1 атом С, 1 атом елемента Е VI групи і х атомів Н, ω(C)=0,375, ω(Е)=0,5
Знайти: СНхЕ — ?
Розв'язування
1. З формули обчислення масової частки елемента (Карбону) у сполуці знаходимо відносну молекулярну масу сполуки:
Mr(сполуки)=Ar(C):ω(C)=12:0,375=32
2. З формули обчислення масової частки невідомого елемента у сполуці знаходимо відносну атомну масу невідомого елемента:
Ar(E)=ω(E)•Mr(сполуки)=0,5•32=16, отже,
невідомий елемент Оксиген, тому формула сполуки матиме вигляд СНхО
3. Mr(СНхО)=Ar(C)+x•Ar(H)+Ar(O)=12+x+16=x+28
Складаємо алгебраїчне рівняння і розв'язуємо його:
х + 28 = 32
х = 32-28
х=4, тому маємо СН4О
Отже, формула сполуки СН4О, або СН3ОН
|
Н | H ― C ― О ― H | Н |
Відповідь: СН3ОН
б) Відомо: сполука СНхЕ містить 1 атом С, 1 атом елемента Е VI групи і х атомів Н, ω(C)=0,25, ω(Е)=0,67
Знайти: СНхЕ — ?
Розв'язування
1. З формули обчислення масової частки елемента (Карбону) у сполуці знаходимо відносну молекулярну масу сполуки:
Mr(сполуки)=Ar(C):ω(C)=12:0,25=48
2. З формули обчислення масової частки невідомого елемента у сполуці знаходимо відносну атомну масу невідомого елемента:
Ar(E)=ω(E)•Mr(сполуки)=0,67•48=32, отже,
невідомий елемент Сульфур, тому формула сполуки матиме вигляд СНхS
3. Mr(СНхS)=Ar(C)+x•Ar(H)+Ar(S)=12+x+32=x+44
Складаємо алгебраїчне рівняння і розв'язуємо його:
х + 44 = 48
х = 48-44
х=4
Отже, формула сполуки СН4S, або СН3SН
|
Н | H ― C ― S ― H | Н |
Відповідь: СН3SН
Вправа 26. Складіть задачу на виведення формули оцтової кислоти за масовими частками елементів.
Виведіть формулу оксигеновмісної органічної сполуки, якщо масова частка Карбону в ній становить 40%, Гідрогену — 6,7%, а молярна маса сполуки 60 г/моль.
Відомо: СxНyОz, ω(C)=40%, ω(Н)=6,7%, M(cполуки)=60 г/моль
Знайти: СxНyОz — ?
Розв'язування
І спосіб
ω(О)=100%–ω(C)–ω(Н)=100%–40%-6,7%=53,3%, або 0,533
x(C)=(Mr(сполуки)•ω(C)):Ar(C)=(60•0,4):12=2
y(H)=(Mr(сполуки)•ω(H)):Ar(H)=(60•0,067):1=4
z(O)=(Mr(сполуки)•ω(O)):Ar(O)=(60•0,533):16=2
Отже, формула сполуки С2Н4О2, або СН3СООН
ІІ спосіб
ω(О)=100%–ω(C)–ω(Н)=100%–40%-6,7%=53,3%
x:y:z=n(С):n(Н):n(О)=m(C)/М(С):m(H)/М(Н):n(О)/M(О)=
=40/12:6,7/1:53,3/16=3,33:6,7:3,33=3,33/3,33:6,7/3,33:3,33/3,33=
=1:2:1, СН2О-найпростіша формула.
Знаходимо істинну формулу сполуки СxНyОz
Вона кратна найпростішій: СxНyОz => (СН2O)n
М(СxНyOz)=n•М(СН2O), звідси
n=М(СxНyOz)/М(СН2O)=60 г/моль:30 г/моль=2
Істинна формула сполуки — (СН2О)2, або С2Н4О2
Відповідь: СН3СООН
Чи потрібно додати в умову задачі значення молярної маси сполуки? Потрібно
Відповідь обґрунтуйте. Значення молярної маси дозволить знайти істинну формулу сполуки, бо найпростішу формулу сполуки має метаналь