Phương pháp tìm công thức hoá học các chất hữu cơ
Trong chất hữu cơ thường có các chất C, H, O, N khi thực
hiện phản ứng đốt cháy chúng ta cần lưu ý các bước thực hiện
để tìm CTPT (Công thức phân tử).
Chúng ta cần đọc kỹ và phân tích dữ liệu của bài toán, khi
đốt cháy sản phẩm thường sinh ra H2O và khí CO2 còn có thêm
chất gì thường đề bai phải nêu ra để chúng ta lần lượt thành lập
công thức tính toán cụ thể:
Chẳng hạn:
1) Sản phẩm sinh ra CO2, thì trong CTPT của chất hữu cơ
đem đi đốt cháy có C và cách tính toán được tính như sau:
Trong 44 gam CO2 thì có 12 gam C
mCO2 ? mC Vậy khối lượng mC=
11
2.3
44
2.12 mcomco
(Nếu đề bài cho là thể tích thì lí luận như sau:
Trong 22,4 lít CO2 thì có 12 gam C
VCO2 ? mC Vậy khối lượng
mC= 6,5
2.3
4,22
2.12 VcoVco )
Tương tự nếu đề bài cho là số mol.
2) Sản phẩm sinh ra H2O, thì trong CTPT của chất hữu cơ
đem đi đốt cháy có H và cách tính toán được tính như sau:
Trong 18 gam H2O thì có 2 gam H
mH2O ? mH Vậy khối lượng
mH=
9
2
18
2.2 OmHOmH
(Nếu đề bài cho là thể tích thì lí luận như sau:
Trong 22,4 lít H2O thì có 2 gam H
VH2O ? mH Vậy khối
lượng mC= 2,11
2
4,22
2.2 OVHOVH )
Tương tự nếu đề bài cho là số mol.
Thông thường khi tính xong đến khối lượng mC và mH ta
phải tính tổng và so sánh với khối lương ban đầu đem đi đốt
cháy, có các trường hợp sau xảy ra:
+ Nếu khối lượng ban đầu đem đốt cháy= khối lượng
mC+mH, ta kết luận trong chất hữu cơ chỉ có chứa C và H lúc
nầy đặt công thức phân tử là CxHy. Rồi dùng công thức tổng
quát để xác định x, y, z, …
mA
MA
mO
z
mH
y
mC
x 1612
Thay vào chúng ta sẽ tìm được x, y, z, … là đã xác định
được công thức phân tử cần tìm./.
Thí dụ: 1. Đốt cháy hoàn toàn 10 gam hợp chất hữu cơ, thu
được 33,85 gam CO2 và 6,94 gam H2O. Tỉ khối hơi hợp chất so
với không khí là 2,69. Tìm CTPT của chất hữu cơ.
Ta có:
Trong 44 gam CO2 thì có 12 gam C
33,85 gam CO2 ? mC Vậy khối lượng mC=
gam
mco 23,9
44
85,33.12
44
2.12
Trong 18 gam H2O thì có 2 gam H
6,94 gam H2O ? mH Vậy khối lượng
mH= gam
OmH 77,0
18
94,6.2
18
2.2
Ta thấy: mC + mH = 10, nên trong công thức phân tử chỉ có
C, H.
Đặt công thức phân tử là CxHy
Có tỉ khối hơi: dA/B=
MB
MA Suy ra: MA=
29xdA/B=29x2,69=78
10
78
77,023,9
12 yx Suy ra x=6 và y=6. Do đó: CTPT là: C6H6
Các bài tập áp dụng:
1) Đốt cháy hoàn toàn 8.7g chất hữu cơ A thì thu được 0.3mol
CO2; 0.25mol H2O và 1.12 lít N2 (đkc). Xác định CTPT.
2) Đốt cháy hoàn toàn một Hydrocacbon A (ở thể khí trong
điều kiện bình thường) thì hỗn hợp sản phẩm cháy thu được
CO2 chiếm 76.52% khối lượng. Xác định CTPT.
3) Đốt cháy hoàn toàn 0.43g chất hữu cơ A rồi cho sản phẩm
cháy vào bình đựng 35 ml dd KOH 1M. Sau phản ứng thấy
khối lượng bình KOH tăng lên 1.15g đồng thời trong bình xuất
hiện 2 muối có khối lượng tổng cộng là 2.57g. Tỉ khối hơi của
A đối với H2 là 43. Xác định CTPT.
4) Chất hữu cơ A có tỉ khối hơi so với He là 19.Xác định
CTPT.
Thí dụ: 2. Đốt cháy hoàn toàn 0,9 gam hợp chất hữu cơ, thu
được 1,32 gam CO2 và 0,54 gam H2O. Tỉ khối hơi hợp chất so
với H2 là 90. Tìm CTPT của chất hữu cơ.
Ta có:
Trong 44 gam CO2 thì có 12 gam C
1,32 gam CO2 ? mC Vậy khối lượng mC=
gam
mco 36,0
44
32,1.12
44
2.12
Trong 18 gam H2O thì có 2 gam H
6,94 gam H2O ? mH Vậy khối lượng
mH= gam
OmH 06,0
18
54,0.2
18
2.2
Ta thấy: mC + mH = 0, 42 gam, nên trong công thức phân tử
có C, H và O.
Nên suy ra được khối lượng của mO= 0,9 – 0,42= 0,48
Đặt công thức phân tử là CxHyOz
Có tỉ khối hơi: dA/B=
MB
MA Suy ra: MA= 2xdA/B=2x90=180
9,0
180
48,0
16
06,036,0
12 yyx Suy ra x=6, y=12 và z=6. Do đó: CTPT là:
C6H12O6
5) Đốt cháy hoàn toàn 1.68g chất hữu cơ A thì thu được 5.28g
CO2; 2.16g H2O. 1 lít chất hữu cơ A ở đkc nặng 3.75g. Xác
định CTPT.
6) Đốt cháy hoàn toàn 1.38g chất hữu cơ A thì thu được 2.64g
CO2; 1.62g H2O. Tỉ khối hơi của A so với O2 là 1.44. Xác định
CTPT.
7) Đốt cháy hoàn toàn một lượng chất hữu cơ A chứa C,H,Cl
thì thu được 0.22g CO2; 0.09g H2O. để xác định lượng Clo có
trong chất A trên bằng cách cho tác dụng với bạc nitrát thì thu
được 1.435g kết tủa. Xác định CTPT, biết rằng tỉ khối hơi của
A đ/v H2 bằng 42.5.
8) Tỉ khối hơi của một HyđrôCacbon đ/v H2 là 27. Để đốt cháy
hoàn toàn 10 Cm3 A cần dùng 55 Cm3 Oxy. Xác định CTPT.