uabooks.top

Материал параграфа поможет вам:

• вывести формулу вещества по массовым долям элементов;
• выяснить отличие истинной формулы вещества от простейшей.

В параграфе рассмотрены несколько типичных задач на выведение формул органических соединений по массовым долям элементов. Способы их решения можно применять и для неорганических веществ.

Решать задачи не обязательно так, как предложено в учебнике; вы можете выбрать для этого собственный путь.

Первые две задачи довольно простые и предусматривают применение знаний и умений, приобретенных вами ранее.

ЗАДАЧА 1. Вывести формулу оксигенсодержащего органического соединения, если массовая доля Карбона в нем равна 37,5 %,аГидрогена — 12,5 %.

2. Рассчитываем соотношение количеств вещества элементов в соединении, а следовательно, и соотношение значений соответствующих индексов в его формуле.

Пусть масса оксигенсодержащего органического соединения составляет 100 г. Тогда масса Карбона в нем равна 37,5 г, Гидрогена — 12,5 г, а Оксигена — 50,0 г.

3. Находим формулу соединения.

Индексы в химической формуле должны быть целыми числами, часто — наименьшими из всех возможных. Учитывая это, делим все числа в полученном соотношении на наименьшее (3,125). Получаем:

Формула соединения — CH₄O. Такую формулу имеет метанол CH₃OH.

Ответ: CH₃OH.

Если при решении аналогичных задач окажется, например, что соотношение индексов в химической формуле составляет 1,0 : 1,5, то каждое число нужно умножить на 2 (индексы будут равны 2 и 3), а если — соотношение 1,00 : 1,33 или 1,00 : 2,66, умножьте числа на 3 (получите индексы 3 и 4 или 3 и 8).

ЗАДАЧА 2. Вывести формулу углеводорода, в котором массовая доля Гидрогена равна 18,2 %.

Следовательно, в каждых 100 г вещества содержится 81,8 г Карбона и 18,2 г Гидрогена.

2. Вычисляем соотношение индексов в формуле углеводорода (соотношение количеств вещества элементов):

3. Находим формулу соединения.

Делим оба числа в полученном соотношении на наименьшее (6,82). Получаем:

Для того чтобы в соотношении были наименьшие целые числа, умножаем оба числа на 3:

Формула углеводорода — C₃H₈. Такую формулу имеет пропан.

Ответ: C₃H₈.

По массовым долям элементов в веществе находят его простейшую химическую формулу, в которой индексы являются наименьшими из всех возможных. Для таких веществ, как, например, метан CH₄, эта формула в то же время является истинной. Простейшая формула этина — CH, а истинная — C₂H₂. Для определения истинной формулы вещества необходимо дополнительно знать его молярную массу или располагать другими данными (§ 7).

ЗАДАЧА 3. Найти формулу углеводорода, если массовая доля Карбона в нем составляет 85,7 %, а молярная масса — 56 г/моль.

Таким образом, в каждых 100 г соединения содержится 85,7 г Карбона и 14,3 г Гидрогена.

2. Рассчитываем соотношение индексов в формуле углеводорода (соотношение количеств вещества элементов):

Углеводорода с формулой CH₂ не существует; полученная формула является простейшей, но не истинной.

3. Находим истинную формулу соединения

Истинная формула соединения — (CH₂)₄, или C₄H₈.

2-й способ

1. Определяем массу Карбона в 1 моль углеводорода, т. е. в 56 г соединения, используя массовую долю элемента:

2. Находим количество вещества Карбона в 1 моль углеводорода:

3. Вычисляем массу и количество вещества Гидрогена в 1 моль углеводорода:

выводы

Формулу органического вещества можно вывести по массовым долям элементов. Найденная таким способом формула является простейшей. Для превращения ее в истинную формулу используют дополнительные данные о веществе, в частности — его молярную массу.

19. Что такое простейшая формула, истинная формула вещества? Приведите пример углеводорода, для которого эти формулы: а) различны; б) одинаковы.

20. По результатам химического анализа углеводорода получили формулу CH₃. Какова истинная формула этого вещества?

21. Выведите формулу простейшего по составу нитрогенсодержащего органического соединения, если массовая доля Карбона в нем равна 38,71 %, а Гидрогена — 16,13 %. Изобразите структурную формулу молекулы соединения.

22. Какова формула углеводорода, если массовая доля Карбона в нем 84 %?

23. Найдите формулу углеводорода, в котором соотношение масс Карбона и Гидрогена составляет: а) 3 :1; б) 4 :1. (Устно.)

24. Выполните расчеты для углеводорода и заполните таблицу:

Существует ли вещество с выведенной простейшей формулой? Если нет, то какова его истинная формула?

25. Выведите формулу соединения, если его молекула содержит атом Карбона, атом элемента Vl группы и атомы Гидрогена, а массовые доли первых двух элементов равны соответственно: а) 3/8 и 1/2; б) 1/4 и 2/3. Изобразите структурные формулы молекул веществ.

26. Составьте задачу на выведение формулы уксусной кислоты по массовым долям элементов. Следует ли ввести в условие задачи значение молярной массы соединения? Ответ обоснуйте.

 

2

раздел

У г леводороды

Этот раздел посвящен углеводородам — соединениям Карбона с Гидрогеном. Такие соединения содержатся в природном газе, нефти. Они служат топливом, горючим, сырьем для различных производств.

Углеводороды являются основой органической химии. Одно из определений этой области химической науки таково: органическая химия — химия углеводородов и их производных. Производными называют продукты замещения атомов Гидрогена в молекулах углеводородов на атомы других элементов или группы соединенных атомов (—ОН, -СООН, -NH₂ и др.).

Общая формула углеводородов — C_nH_m. Эти вещества делят на две группы — с открытой и замкнутой карбоновой цепью в молекулах. Существует также их деление по особенностям связи между атомами Карбона (схема 3).

Схема 3

Классификация углеводородов по особенностям связи между атомами Карбона

Это материал учебника Химия 10 класс Попель, Крикля