Tài liệu TÌM CÔNG THỨC PHÂN TỬ TỪ PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY

Tìm công th c phân t formulas from combustion analysis Tìm công th c phân t t t cháy ph n ng (The Young Vietnamese Chemistry Specialists) Ph n ng c a h p ch t h u c t cháy v i m t l ng oxy d sinh ra cacbon dioxit và c. S b o toàn kh i l ng cho th y r ng t t c cacbon t h p ch t h u c tr thành cacbon dioxit. Do ó kh i l ng c a cacbon trong cacbon dioxit b ng v i kh i l ng c a cacbon có m t trong h p ch t h u c . T ng t kh i l ng c a hydro trong n c ph i b ng kh i l ng c a hydro có m t trong h p ch t h u c . Theo nh lu t b o toàn kh i l ng thì kh i l ng c a h p ch t ban u ph i b ng t ng kh i l ng c a các nguyên t có m t trong p ch t. Do v y n u m t h p ch t h u c có ch a oxy, kh i l ng c a oxy có th c xác nh b ng cách l y kh i l ng c a c h p ch t tr i kh i l ng cacbon và hydro, và kh i ng c a các nguyên t khác có m t trong ch t kh o sát. A. Công th c kinh nghi m Công th c kinh nghi m n gi n là t l mol c a các nguyên t trong h p ch t, nên xác nh s mol c a m i nguyên t trong h p ch t r i tìm và rút g n t l thu c công th c n gi n. Ví d 1 Tìm công th c kinh nghi m c a m t hydrocacbon mà sau khi CO2 và 1.108 g và 1.108 g H2O. t cháy thu c 2.703 g i gi i: Vì ch t em t cháy là hydrocacbon nên nó ch ch a hydro và cacbon công th c kinh nghi m s là m t t s t i gi n c a các nguyên t này mol cacbon = 2.703 g CO2 x 1 mol CO 2 mol hydrogen = 1.108 g H2O x 1 mol C x 44.01 g 1 mol H 2 O 18.01 g 1 mol CO 2 x 2 mol H 1 mol H 2 O Trang 1 = 0.06142 mol C = 0.1230 mol H Tìm công th c phân t có formulas from combustion analysis c t s t i gi n, chia s mol c a m i nguyên t cho s mol có giá tr th p nh t ta có: 0.06142 mol C 0.1230 mol H =1 ; = 2.003 0.06142 0.06142 Làm tròn các s ho c dùng phân s t i gi n áp d ng vào công th c do ó công th c kinh ghi m c a h p ch t này là CH2 Ví d 2 Tìm công th c kinh nghi m c a h p ch t ch a cacbon, hydro, và oxy n u 1.000g h p ch t em t thu c 1.467g CO2 và 0.6003 g H2O i gi i: Kh i l ng c a cacbon dioxit và n c có th dùng tìm ra s mol c a cabon và hydro. Kh i l ng c a oxy có th xác nh t kh i l ng c a ch t g c. B i vì theo nh lu t b o toàn kh i l ng ta có: kh i l Tr ng c a ch t g c = kh i l c h t ph i xác nh 1 mol 44.01 g = 0.03333 mol C x S mol hydro = 0.600 g H2O x x 1 mol C = 0.03333 mol C 1 mol CO2 12.01 g = 0.4003 g C 1 mol 1 mol 2 mol H x = 0.0666 mol H 18.01 g 1 mol H 2 O S gam hydro = 0.0666 mol H x 1.008 g = 0.0672 g H 1 mol gram oxy = g h p ch t – g cacbon – g hydro = 1.000 – 0.4003 – 0.0672 = 0.5325 g = 0.5325 g S mol Oxy = ng hydro + kh i l c s mol c a C và H sau ó m i tìm kh i l mol CO2 = 1.467 g CO2 x gam C ng cacbon + kh i l 1 mol = 0.03328 mol O 16.00 g Trang 2 ng oxy ng c a C và H Tìm công th c phân t formulas from combustion analysis tìm c t s t i gi n b ng cách chia các s mol cho s mol có giá tr th p nh t c a các mol, trong ví d này s mol c a cacbon là th p nh t. Cacbon = 0.03333 0.0666 0.03328 = 1 ; Hydro = 2.00 ; Oxy = 0.998 0.03333 0.03333 0.03333 Làm tròn các giá tr tìm c ho c rút g n phân s c công th c kinh nghi m là CH2O B. áp d ng vào công th c nên ta tìm Công th c phân t tìm c công th c phân t , tr c h t ph i xác nh c công th c kinh nghi m( trong SGK g i là công th c chung, ây chúng tôi ã dùng cái tên công th c kinh nghi m).Thì nh ng thông tin v kh i l ng mol ( kh i l ng mol là kh i l ng c a 1 mol ch t kh o sát) là r t c n thi t cho vi c gi i nh ng d ng toán này. có c công th c phân t t công th c kinh nghi m, tr c h t ph i xác nh c chính xác kh i l ng mol d a vào công th c kinh nghi m. Sau ó chia kh i l ng mol th c ã cho) cho kh i l ng mol chính xác, và làm tròn các s . Nhân m i h s c a m i nguyên t trong công th c kinh nghi m cho s tìm c b ng cách này thu c công th c phân t . Ví d 3 Kh i l ng mol c a ch t trong Ví d 2 là 120 g/mol. Tìm công th c phân t c a nó i gi i: ví d 2 ta có: công th c kinh nghi m c a h p ch t là CH2O kh i l a nó là: Kh i l ng mol chính xác ng mol chính xác = 12.01 + 2(1.008) + 16.00 = 30.03 g/mol s = 120 = 3.996 ≈ 4 30.03 Công th c phân t = 4(CH2O) = C4H8O4 Ví d 4: Tìm công th c phân t c a m t ch t ch a C, H, O n u nó có kh i l ng mol là 234 g/mol và t cháy 0.360 g ch t này thu c 0.406 g CO2 và 0.250 g H2O i gi i: Tr c h t xác nh kh i l ng và s mol c a cacbon, hydro t CO2 và H2O Trang 3 Tìm công th c phân t formulas from combustion analysis S mol cacbon = 0.406 g CO2 = Kh i l ng cacbon = 0.00922 mol C x = 0.250 g H2O x S mol hydro Kh i l Kh i l 1 mol 1 mol C x = 0.00922 mol C 44.01 g 1 mol CO 2 ng Hydro = 0.0278 mol H x ng c a oxy c xác 12.01 g = 0.111 g C 1 mol 1.008 g 1 mol x 2 mol H = 0.0278 mol H 1 mol H 2 O 1.008 g = 0.270 g H 1 mol nh t kh i l ng c a ch t g c ban u gam oxy = S gam ch t g c – s gam cacbon – s gam hydro = 0.360 – 0.111 – 0.0279 = 0.221 g O mol c a oxy S mol oxy c xác nh t kh i l = 0.221 g O x ng c a oxy: 1 mol = 0.0138 mol O 16.00 g Xác nh công th c kinh nghi m b ng vi c chia các s mol tìm nh nh t, ó là s mol c a cacbon: Cacbon = c cho s mol có giá tr 0.00922 0.0278 0.0138 = 1 ; Hydro = = 3.01 ; Oxy = = 1.498 0.00922 0.00922 0.00922 Làm tròn các s tìm c ho c các phân s t i gi n. Ta tìm c t l c a C:H:O là 1:3:1 ½ H s c a các nguyên t trong công th c phân t ph i là s nguyên nên ta nhân t l tìm c v i m u s c a phân s . Ta có t l sau 2:6:3 và công th c phân t s là C2H6O3 Bài toán cho kh i l Kh i l ng mol th c c a ch t là 234 g/mol ng mol chính xác là = 2(12.01) + 6(1.008) + 3(16.00) = 78.07 g/mol s = Nhân công th c kinh nghi m tìm cho là C6H18O9 . 234 = 2.997 ≈ 3 78.07 c v i 3 ta s có cong th c phân t c n tìm c a ch t ã Trang 4