Упражнение 19 Что такое простейшая формула, истинная формула вещества? Простейшая формула - это формула органического вещества найдена по массовым долям, в которой индексы являются наименьшими из всех возможных. Для определения истинной формулы вещества необходимо дополнительно знать его молярную массу или располагать другими данными.
Приведите пример углеводорода, для которого эти формулы:
а) различны; Этин
б) одинаковы. Метан
Упражнение 20 По результатам химического анализа углеводорода получили формулу СН3. Какова истинная формула этого вещества? С2Н6
Упражнение 21 Выведите формулу простейшего по составу нитрогенсодержащего органического соединения, если массовая доля Карбона в нем равна 38,71%, а Гидрогена — 16,13%. Изобразите структурную формулу молекулы соединения.
Дано: СxНyNz, ω(C)=38,71%, ω(Н)=16,13%
Найти: СxНyNz — ?
Решение:
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
Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что наименьшее число (3,22) равно единице, а большее число делим на него:
x:y:z=3,23/3,23:16,13/3,23:3,23/3,23=1:5:1, итак, формула соединения СН5N, или СH3NH2
|
Н Н | / H ― C ― N | \ Н Н |
Ответ: СН3NH2
Упражнение 22 Какова формула углеводорода, если массовая доля Карбона в нем 84%?
Дано: СxНy, ω(Н)=84%
Найти: СxНy — ?
Решение
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
Ответ: С7Н16
Упражнение 23 Найдите формулу углеводорода, в котором соотношение масс Карбона и Гидрогена составляет:
а) 3 : 1; C6H2
б) 4 : 1. (Устно.) СН4
Упражнение 24 Выполните расчеты для углеводорода и заполните таблицу:
| Е |
ω(Е) % |
М(Е) г/моль |
n(E), моль |
n(C):n(H) |
Множи- тель |
Индек- сы |
Простейшая 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
Существует ли вещество с выведенной простейшей формулой? Нет, не существует
Если нет, то какова его истинная формула? С6Н14
Упражнение 25 Выведите формулу соединения, если его молекула содержит атом Карбона, атом элемента VI группы и атомы Гидрогена, а массовые доли первых двух элементов равны соответственно: а) 3/8 и 1/2; б) 1/4 и 2/3. Изобразите структурные формулы молекул веществ.
а) Дано: соединение СНхЕ содержит 1 атом С, 1 атом элемента Е VI группы и х атомов Н, ω(C)=0,375, ω(Е)=0,5
Найти: СНхЕ — ?
Решение
1. С формулы вычисления массовой доли элемента (Карбона) в соединении находим относительную молекулярную массу соединения:
Mr(соединения)=Ar(C):ω(C)=12:0,375=32
2. С формулы вычисления массовой доли неизвестного элемента в соединении находим относительную атомную массу неизвестного элемента:
Ar(E)=ω(E)•Mr(соединения)=0,5•32=16, итак,
неизвестный элемент Оксиген, поэтому формула соединения имеет вид СНхО
3. Mr(СНхО)=Ar(C)+x•Ar(H)+Ar(O)=12+x+16=x+28
Составляем алгебраическое уравнение и решаем его:
х + 28 = 32
х = 32-28
х=4
Итак, формула соединения СН4О, или СН3ОН
|
Н | H―C―О―H | Н |
Ответ: СН3ОН
б) Дано: соединение СНхЕ содержит 1 атом С, 1 атом элемента Е VI группы и х атомов Н, ω(C)=0,25, ω(Е)=0,67
Найти: СНхЕ — ?
Решение
1. С формулы вычисления массовой доли элемента (Карбона) в соединении находим относительную молекулярную массу соединения:
Mr(соединения)=Ar(C):ω(C)=12:0,25=48
2. С формулы вычисления массовой доли неизвестного элемента в соединении находим относительную атомную массу неизвестного элемента:
Ar(E)=ω(E)•Mr(соединения)=0,67•48=32, итак,
неизвестный элемент Сульфур, поэтому формула соединения имеет вид СНхS
3. Mr(СНхS)=Ar(C)+x•Ar(H)+Ar(S)=12+x+32=x+44
Составляем алгебраическое уравнение и решаем его:
х + 44 = 48
х = 48-44
х=4
Итак, формула соединения СН4S, или СН3SН
|
Н | H ― C ― S ― H | Н |
Ответ: СН3SН
Упражнение 26 Составьте задачу на выведение формулы уксусной кислоты по массовым долям элементов.
Выведите формулу оксигенсодержащего органического соединения, если массовая доля Карбона в нем составляет 40%, Гидрогена - 6,7%, а молярная масса соединения 60 г/моль.
Дано: СxНyОz, ω(C)=40%, ω(Н)=6,7%, M(cоединения)=60 г/моль
Найти: СxНyОz — ?
Решение
І способ
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
Итак, формула соединения С2Н4О2, або СН3СООН
ІІ способ
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-простейшая формула.
Выводим истинную формулу соединенния СxНyОz
Она кратная простейшей: СxНyОz => (СН2O)n
М(СxНyOz)=n•М(СН2O), отсюда
n=М(СxНyOz)/М(СН2O)=60 г/моль:30 г/моль=2
Истинная формула соединения — (СН2О)2, или С2Н4О2
Ответ: СН3СООН
Следует ли ввести в условие задачи значение молярной массы соединения? Нужно
Ответ обоснуйте. Значение молярной массы позволит найти истинную формулу соединения, так как простейшую формулу соединения имеет метаналь