Виведення молекулярної формули органічної речовини

Mon, 07 Mar 2022 14:34:00 +0000

Виведення формули речовини за загальною формулою гомологічного ряду
Загальні формули

Алкани – С_nH_2n+2

Алкени – С_nH_2n

Алкіни – С_nH_2n-2

Знаючи загальну формулу гомологічного ряду і кількість атомів Карбону не складно визначити відносну молекулярну масу речовини.

Наприклад:

Задача 1

Етиленовий вуглеводень містить шість атомів Карбону. Визначте його відносну молекулярну масу.

Розв'язання

Загальна формула етиленових вуглеводнів: С_nH_2n

За умовою кількість атомів Карбону дорівнює шести, тобто n = 6

Тоді формула вуглеводню — С₆H₁₂

Mr(С₆H₁₂) = 12×6 + 1×12 = 72 + 12 = 84

Відповідь: Mr(С₆H₁₂) = 84

Можна розв'язати і обернену задачу — за відомою молекулярною масою і загальною формулою гомологічного ряду визначити молекулярну формулу речовини.

Наприклад:

Задача 2

Відносна молекулярна маса етиленового вуглеводню дорівнює 84. Визначте його молекулярну формулу.

Розв'язання

Загальна формула етиленових вуглеводнів: С_nH_2n

Mr(С_nH_2n) = 12×n + 1×2n

За умовою Mr(С_nH_2n) = 84

Отримуємо рівняння

12×n + 1×2n = 84

14n = 84

n = 6

Підставляємо отримане значення n у загальну формулу етиленових вуглеводнів, отримуємо С₆H₁₂

Відповідь: С₆H₁₂— шукана формула

Задачі, що розглядаються, можуть бути ускладнені тим, що відносна молекулярна маса дається в неявному вигляді і її потрібно знайти.

Два основні способи "приховати" відносну молекулярну масу речовини – виразити її через відносну густину за якимось газом (1) або через густину, тобто масу одного літра невідомої речовини в газоподібному стані (2).

Для визначенні відносної молекулярної маси речовини у першому випадку достатньо помножити відносну густину речовини за вказаним газом на відносну молекулярну масу цього газу, у другому — масу одного літра газоподібної речовини на 22,4 (молярний об'єм газу).

Виведення формули речовини за рівнянням реакції

Для розв’язування задач даного типу будемо використовувати величину кількість речовини.

Кількість речовини позначається n* , одиниця вимірювання — моль, формули для визначення наведені нижче.

* раніше кількість речовини позначалася ν (ню), зараз це позначення не використовується, проте все ще зустрічається в старих підручниках.

n – кількість речовини, моль

m - маса речовини, г

М - молярна маса, г/ моль, чисельно дорівнює Мr(речовини) ,

V - об’єм речовини, л.

Задача

При спалюванні 23 г деякої органічної речовини утворилося 22,4 л СО₂ і 27 г Н₂О. Визначте формулу речовини, якщо її Мr дорівнює 46.

Розв’язання

1. Оскільки при спалюванні речовини утворилися СО₂ і Н₂О, загальна формула речовини: С_хН_у , або С_хН_уО_z

2. Знаходимо кількість речовини СО₂

n (СО₂) = 22,4 / 22,4 = 1 (моль)

Оскільки одна молекула СО₂ містить один атом Карбону, n (С) = n (СО₂) = 1 моль

Маса 1 моль Карбону: m (С) = n × М = 1 × 12 = 12 (г)

3. Знаходимо кількість речовини Н₂О

n (Н₂О) = 27 / 18 = 1,5 (моль)

Оскільки одна молекула Н₂О містить два атоми Гідрогену, кількість речовини Гідрогену удвічі більша, ніж кількість речовини води.

n (Н) = 2n (Н₂О) = 2 × 1,5 = 3 (моль)

Маса 3 моль Гідрогену: m (Н) = n × М = 3 × 1 = 3 (г)

4. Перевіримо, чи містила дана речовина атоми Оксигену.

За умовою маса речовини — 23 г, за обчисленнями, маси Карбону і Гідрогену складають 12 + 3 = 15 (г). Різниця 23 - 15 = 8 (г) — це маса Оксигену.

n (О) = 8 / 16 = 0,5 (моль)

5. Знаходимо кількість речовини невідомої речовини. За умовою її маса — 23 г, відносна молекулярна маса — 46.

n (речовини) = 23 / 46 = 0,5 (моль)

0,5 моль невідомої речовини містять 1 моль С, 3 моль Н, 0,5 моль О, тоді

1 моль невідомої речовини містить 2 моль С, 6 моль Н, 1 моль О, її формула — С₂Н₆О.

6. Перевірка

Мr(С₂Н₆О) = 46.

Відповідь: С₂Н₆О — шукана формула.

Розв’яжіть самостійно:

1. При спалюванні 13 г деякого газу отримали 22,4 л СО₂ і 9 г Н₂О. Визначте формулу невідомого газу, якщо його густина за воднем а) 13; б) 39.

Відповідь: а) С₂Н₂ б) С₆Н₆

Різні способи розв’язування задач даного типу розглядаються у відео:

Сайт викладача хімії та біології Чалої Світлани Володимирівни - Розрахункові задачі на виведення молек формули орг

Виведення молекулярної формули органічної речовини

Виведення формули речовини за загальною формулою гомологічного ряду

Загальні формули

Виведення формули речовини за рівнянням реакції