Tôi. Công thức đơn giản nhất
1. Định nghĩa
Công thức đơn giản nhất là công thức biểu thị tỷ lệ đơn giản nhất của số nguyên tử của một nguyên tố trong phân tử.
2. Cách đặt công thức đơn giản nhất
Công thức đơn giản nhất cho hợp chất hữu cơ cxhyoz là chia tỷ lệ:
$ x: y: z = {n_c}: {n_h}: {n_o} $
$ = frac {{{m_c}}} {{12.0}}: frac {{{m_h}}} {{1,0}}: frac {{{m_o}}} {{16.0} } $
Là một tỷ lệ số nguyên đơn giản.
Trong thực tế, chúng tôi thường xác định công thức đơn giản nhất dựa trên phần trăm khối lượng của một nguyên tố như sau:
$ x: y: z = frac {{% c}} {{12.0}}: frac {{% h}} {{1,0}}: frac {{% o} {{16,0}} $
Sau đó, chuyển đổi tỷ lệ giữa các số nguyên thành giá trị nhỏ nhất.
Ví dụ: Phân tích nguyên tố của hợp chất x cho thấy% c = 40,00%;% h = 6,67%, và phần còn lại là oxi. Làm công thức đơn giản nhất cho x.
Giải pháp:
Gọi công thức phân tử là cxhyoz của x (các số nguyên dương x, y, z).
Từ kết quả phân tích định lượng, có thể thiết lập các mối quan hệ sau:
$ x: y: z = frac {{% c}} {{12.0}}: frac {{% h}} {{1,0}}: frac {{% o} {{16,0}} $
$ = frac {{40.00}} {{12.0}}: frac {{6,67}} {{1,0}}: frac {{53,33}} {{16.0}} $
$ = 3,33: 6,67: 3,33 $
$ = 1: 2: 1 $
Vì vậy, công thức đơn giản nhất cho x là ch2o.
Hai. Công thức phân tử
1. Định nghĩa
Công thức phân tử là công thức biểu thị số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.
2. Mối quan hệ giữa công thức phân tử và dạng đơn giản nhất
– Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong công thức phân tử là bội số nguyên của số nguyên tử trong công thức đơn giản nhất.
– Trong nhiều trường hợp, công thức phân tử cũng là công thức đơn giản nhất.
Ví dụ: etanol c2h6o, metan ch4, …
– Nhiều chất có công thức phân tử khác nhau nhưng công thức phân tử đơn giản nhất thì giống nhau.
Ví dụ: axetilen c2h2 và benzen c6h6; axit axetic c2h4o2 và glucozơ c6h12o6, …
3. Cách xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ
A. Thành phần phần trăm khối lượng dựa trên nguyên tố
Xem xét biểu đồ: $ {c_x} {h_y} {o_z} to xc + yh + zo $
Khối lượng: m (g) 12.0.x (g) 1.0.y (g) 16.0.z (g)
Thành phần phần trăm khối lượng: 100%% c% h% o
Suy luận:
$ x = frac {{m. % c}} {{12,0.100 %}} $
$ y = frac {{m. % h}} {{1,0.100 %}} $
$ z = frac {{m. % o}} {{16,0.100 %}} $
Ví dụ: Phenolphtalein – chất chỉ thị màu dùng để nhận biết các dung dịch kiềm – có phần trăm khối lượng c, h và o lần lượt là 75,47%, 4,35% và 20,18%. Khối lượng mol của phenolphtalein là 318,0 g / mol. Cho công thức phân tử của phenolphtalein.
Giải pháp:
Ta thấy% c +% h +% o = 100% $ rightarrow $ Thành phần phân tử của phenolphtalein gồm 3 nguyên tố c, h, o nên ta đặt công thức là cxhyoz (với x, y, z ). sô nguyên dương). Chúng tôi có:
$ x = frac {{318.0. % 75.47}} {{12,0.100 %}} = 20 $
$ y = frac {{318.0. % 4.35}} {{1,0.100 %}} = 14 $
$ z = frac {{318.0. % 20.18}} {{16,0.100 %}} = 4 $
Công thức phân tử của phenolphtalein là c20h14o4.
b. Bằng công thức đơn giản nhất
Ví dụ: Một chất hữu cơ x có công thức phân tử đơn giản nhất là ch2o và có khối lượng phân tử là 60,0 g / mol. Xác định công thức phân tử của x.
Giải pháp:
là công thức phân tử của x (ch2o) n hoặc cnh2non.
Từ $ m_x = (12.0 + 2.1.0 + 16.0) .n = 60.0 $ $ rightarrow $ $ n = 2 $ Vậy công thức phân tử của x là c2h4o2.
c. Tính trực tiếp bằng khối lượng sản phẩm cháy
Ví dụ: Hợp chất y chứa các nguyên tố c, h, o. Đốt cháy hoàn toàn 0,88 gam y thu được 1,76 gam khí cacbonic và 0,72 gam nước. Tỷ trọng hơi của y so với không khí là khoảng 3,04. Xác định công thức phân tử của y.
Giải pháp:
mϒ = 29,0. 3,04 ≈ 88,0 (g / mol);
$ n_y = frac {{0,88}} {{88,0}} = $ 0,010 (mol);
$ {n_ {c {o_2}}} = frac {{1,76}} {{44,0}} = $ 0,040 (mol);
$ {n _ {{h_2} o}} = frac {{0,72}} {{18,0}} = $ 0,040 (mol).
Gọi công thức phân tử của y là cxhyoz (x, y, z là các số nguyên dương).
Phương trình hóa học của phản ứng đốt cháy:
$ {c_x} {h_y} {o_z} + (x + frac {y} {4} – frac {z} {2}) {o_2} xrightarrow {{{t ^ o}}} xc {o_2} + frac {y} {2} {h_2} o $
0,10 mol 0,040 mol 0,040 mol
Theo quy mô:
$ frac {1} {{0,010}} = frac {x} {{0,040}} = frac {y} {{2.0,040}} $
Chúng tôi nhận được: $ x = 4 $; $ y = 8 $
Từ $ m_x = 12.0.4 + 1.0.8 + 16.0.z = 88.0 $
$ rightarrow $$ z = 2 $
Vì vậy, công thức phân tử của y là c4h8o2