53
A
OHA
A
COA
9m
.mM
y,
44m
.mM
x22 ==
* Từ đó suy ra CTPT A
Một số lưu ý:
1) Nếu đề bài cho: oxi hóa hòan tòan một chất hữu cơ A thì có nghĩa là đốt cháy hòan tòan
chất hữu cơ A thành CO2 và H2O
2) Oxi hóa chất hữu cơ A bằng CuO thì khối lượng oxy tham gia phản ứng đúng bằng độ
giảm khối lượng a(g)của bình đựng CuO sau phản ứng oxi hóa. Thông thường trong bài
toán cho lượng oxi tham gia phản ứng cháy, để tìm khối lượng chất hữu cơ A nên chú ý
đến định luật bảo toàn khối lượng
mA + a = mCO2 + mH2O
3) Sản phẩm cháy (CO2, H2O) thường được cho qua các bình các chất hấp thụ chúng.
4) Bình đựng CaCl2 (khan), CuSO4 (khan), H2SO4 đặc, P2O5, dung dịch kiềm, … hấp thụ
nước.
Bình đựng các dung dịch kiềm…hấp thụ CO2.
Bình đựng P trắng hấp thụ O2.
5) Độ tăng khối lượng các bình chính là khối lượng các chất mà bình đã hấp thụ.
6) Nếu bài toán cho CO2 phản ứng với dung dịch kiềm thì nên chú ý đến muối tạo thành để
xác định chính xác lượng CO2.
7) Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ với oxy nên để oxy lại cân bằng
sau từ vế sau đến vế trước. Các nguyên tố còn lại nên cân bằng trước, từ vế trước ra vế sau
phương trình phản ứng.
2) Bài tập ví dụ :
Ví dụ 1 :
Đốt hoàn toàn 0,58g một hydrocacbon A được 1,76g CO2 và 0,9g H2O. Biết A có
khối lượng riêng DA @ 2,59g/l. Tìm CTPT A
Tóm tắt :
0,58g X + O2 ® (1,76g CO2; 0,9 g H2O)
DA @ 2,59g/l. Tìm CTPT A?
GIẢI :
* Tìm MA :
Biết DA => MA = 22,4.2,59 @ 58
* Viết phương trình phản ứng cháy, lập tỉ lệ để tìm x,y
OH
2
y
xCOO
4
y
xHC 22
t
2yx
0+¾®¾
÷
ø
ö
ç
è
æ++
MA (g) 44x 9y
mA(g) mCO2 mH2O
54
OHCOA
A
22 m
9y
m
44x
m
M== = 0,9
9y
1,76
44x
0,58
58 ==
Þ x = 4
y =10
Vậy CTPT A : C4H10
Ví dụ 2 : Khi đốt cháy hòan tòan 0,42 g một Hydrocacbon X thu tòan bộ sản phẩm qua
bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng KOH dư. Kết quả, bình 1 tăng 0,54 g; bình 2 tăng
1,32 g. Biết rằng khi hóa hơi 0,42 g X chiếm thể tích bằng thể tích của 1,192 g O2 ở cùng
điều kiện. Tìm CTPT của X
Tóm tắt đề:
0,42g X (CxHy)+O2CO2
H2O
Bình 1ñöïng ddH2SO4 ñ
-H2O, m1=0,54g CO2
Bình 2 ñöïng KOHdö
-CO2, m2=1,32g
Tìm CTPT X?
GIẢI
* Tính MX :
0,42g X có VX = VO2 của 0,192g O2 (cùng điều kiện)
=> nX = nO2 =>
2
O
O2
X
X
M
m
M
m=
=> 70
0,192
0,42.32
m
.Mm
M
2
2
O
OX
X===
* Gọi X : CxHy
OH
2
y
xCOO
4
y
xHC 22
t
2yx
0+¾®¾
÷
ø
ö
ç
è
æ++
MX 44x 9y (g)
0,42 mCO2 mH2O (g)
Ta có :
H2OCO2X
X
m
9y
m
44x
m
M== (1)
Đề bài cho khối lượng CO2, H2O gián tiếp qua các phản ứng trung gian ta phải tìm khối
lượng CO2, H2O
* Tìm mCO2, mH2O :
- Bình 1 đựng dd H2SO4 đ sẽ hấp thụ H2O do đó độ tăng khối lượng bình 1 chính là
khối lượng của H2O :
rm1 = mH2O=0,54g (2)
- Bình 2 đựng dd KOH dư sẽ hấp thụ CO2 do đó độ tăng khối lượng bình 2 chính là
khối lượng của CO2 :
rm2 = mCO2 =1,32g (3)
55
(1), (2), (3) Þ 0,54
9y
1,32
44x
0,42
70 ==
Þ x = 5
y = 10
Vậy CTPT X : C5H10 (M = 70đvC)
II.2.1.3 Phương pháp thể tích (phương pháp khí nhiên kế):
v Phạm vi ứng dụng : Dùng để xác định CTPT của các chất hữu cơ ở thể khí hay ở
thể lỏng dễ bay hơi.
v Cơ sở khoa học của phương pháp : Trong một phương trình phản ứng có các
chất khí tham gia và tạo thành (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) hệ số đặt trước công
thức của các chất không những cho biết tỉ lệ số mol mà còn cho biết tỉ lệ thể tích của
chúng.
1) Phương pháp giải
Bước 1 : Tính thể tích các khí VA, VO2, VCO2, VH2O (hơi)…
Bước 2 : Viết và cân bằng các phương trình phản ứng cháy của hydrocacbon A dưới dạng
CTTQ CxHy
Bước 3 : Lập các tỉ lệ thể tích để tính x,y
OH
2
y
xCOO
4
y
xHC 22
t
2yx
0+¾®¾
÷
ø
ö
ç
è
æ++
1(l) ÷
ø
ö
ç
è
æ+4
y
x(l) x(l) ÷
ø
ö
ç
è
æ
2
y(l)
VA(l) VO2 (l) VCO2 (l) VH2O (hơi)(l)
OHCO
Ò
A22
2V
2
y
V
x
V
4
y
x
V
1==
+
= hay
OHCOOA n
y
n
x
n
y
x
n22
24
1
2
==
+
=
;
n
n
V
V
x
A
CO
A
CO 22 ==Þ
A
OH
n
n22 2
V
2V
y
A
OH ==Þ
Cách khác : Sau khi thực hiện bước 1 có thể làm theo cách khác:
- Lập tỉ lệ thể tích VA: VB : VCO2 : VH2O rồi đưa về tỉ lệ số nguyên tối giản m:n:p:q.
- Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ A dưới dạng:
mCxHy + nO2¾®¾ o
tpCO2 + qH2O
- Dùng định luật bảo toàn nguyên tố để cân bằng phương trình phản ứng cháy sẽ tìm được
x và y =>CTPT A
* Một số lưu ý:
- Nếu VCO2 : VH2O = 1:1 => C : H = nC : nH = 1: 2
56
- Nếu đề tóan cho oxy ban đầu dư thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh (ngưng tụ hơi
nước) thì trong khí nhiên kế có CO2 và O2 còn dư. Bài tóan lý luận theo CxHy
- Nếu đề tóan cho VCxHy = VO2 thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh thì trong khí nhiên
kế có CO2 và CxHy dư. Bài tóan lý luận theo oxy.
- Khi đốt cháy hay oxi hóa hòan toàn một hydrocacbon mà giả thiết không xác định rõ sản
phẩm, thì các nguyên tố trong hydrocacbon sẽ chuyển thành oxit bền tương ứng trừ:
N2 ® khí N2
Halogen ® khí X2 hay HX (tùy bài)
2. Bài tập ví dụ
Ví dụ 1:
Trộn 0,5 l hỗn hợp C gồm hydrocacbon A và CO2 với 2,5 l O2 rồi cho vào khí nhiên
kế đốt cháy thì thu được 3,4 l khí, làm lạnh chỉ còn 1,8 l. Cho hỗn hợp qua tiếp dung dịch
KOH (đặc) chỉ còn 0,5 l khí. Các V khí đo cùng điều kiện. Tìm CTPT của hydrocacbon A.
Tóm tắt đề :
CxHy : a (l)
Gọi 0,5 l hỗn hợp
CO2 : b (l)
0,5l hỗn hợp + 2,5l O2 ñoát CO2 ,O2 dư,H2O ll(- H2O) CO2,O2dư
KOHñ(- CO2)O2 dư
GIẢI :
* O2 dư , bài tóan lý luận theo Hydrocacbon A
OH
2
y
xCOO
4
y
xHC 22
t
2yx
0+¾®¾
÷
ø
ö
ç
è
æ++
a a ÷
ø
ö
ç
è
æ+4
y
x ax a
2
y (lít)
CO2 ® CO2
b b (lít)
Ta có Vhh = a + b = 0,5 (1)
VCO2 = ax + b = 1,8 – 0,5 = 1,3 (2)
VH2O = a
2
y = 3,4 – 1,8 = 1,6 (3)
VO2 dư = 2,5 - a ÷
ø
ö
ç
è
æ+4
y
x = 0,5
Þ ax + a
4
y = 2 (4)
Þ ax + 3,2/4 = 2 Þ ax = 1,2 (5)
(2), (3) VCO2 = b = 0,1
57
Vhh = a + b = 0,5 Þ a = 0,4
Þ x = ax /a = 3
Þ y = ay/a = 8
Vậy CTPT của A là C3H8
Ví dụ 2 :
Trộn 12 cm3 một hydrocacbon A ở thể khí với 60 cm3 oxi (lấy dư)
rồi đốt cháy. Sau khi làm lạnh để nước ngưng tụ rồi đưa về điều kiện ban đầu thì thể tích
khí còn lại là 48 cm3, trong đó có 24cm3 bị hấp thụ bởi KOH, phần còn lại bị hấp thụ bởi
P.
Tìm CTPT của A (các thể tích khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất)
Tóm tắt :
12cm3 CxHy
60cm3 O2 (dö)
ñoát CO2
H2O
O2dö
laøm laïnh
-H2O
CO2
O2 dö
(V=48cm3)
24cm3 khí bò haáp thuï bôûi KOH
khí coøn laïi bò haáp thuï bôûi P
(- CO2)
(-O2)
GIẢI :
* Tính các V:
VCO2 = 24cm3
VO2 dư = 48 – 24 = 24cm3 Þ VO2 pứ = 60 – 24 = 36 cm3
* Tìm CTPT :
Cách 1: Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng đốt cháy:
OH
y
xCOO
y
xH t
y222x 24
C0+¾®¾
÷
ø
ö
ç
è
æ++
12 ® ÷
ø
ö
ç
è
æ+4
y
x12 ® 12x (cm3)
VCO2 =12x = 24 => x = 2
VO2 dư = 60 – 12 ÷
ø
ö
ç
è
æ+4
y
x = 24 => y = 4
Þ CTPT của A: C2H4
Cách 2: Lập tỉ lệ thể tích
OHCOOA 222 V
2
y
V
x
V
4
y
x
V
1==
+
=
OH
2
y
xCOO
4
y
xHC 22
t
2yx
0+¾®¾
÷
ø
ö
ç
è
æ++
1 ÷
ø
ö
ç
è
æ+4
y
x x
2
y (cm3)
12 36 24 (cm3)