Tài liệu Tìm công thức phân tử từ phản ứng đốt cháy pdf

Tìm công thc phân t formulas from combustion analysis
Trang 1
Tìm công thc phân t t phn ng
t cháy
(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 t cháy thu c 2.703 g
CO
2
và 1.108 g và 1.108 g H
2
O.
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 CO
2
x

2
1 CO
44.01 g
mol
x
2
1 C
1 mol CO
mol
= 0.06142 mol C
 mol hydrogen = 1.108 g H
2
O x
2
1 HO
18.01 g
mol
x
2
2 H
1 mol H O
mol
= 0.1230 mol H
Tìm công thc phân t formulas from combustion analysis
Trang 2
 có 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 C
1
0.06142

mol
= ;
0.1230 H
2.003
0.06142
mol
=
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 CH
2
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 CO
2
và 0.6003 g H
2
O
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ng ca cht gc = khi lng cacbon + khi lng hydro + khi lng oxy
Trc ht phi xác nh c s mol ca C và H sau ó mi tìm khi lng ca C và H
 mol CO
2
= 1.467 g CO
2
x
1
44.01

mol
g
x
2
1
1
mol C
mol CO
= 0.03333 mol C
 gam C = 0.03333 mol C x
12.01
1
g
mol
= 0.4003 g C
S mol hydro = 0.600 g H
2
O x
1
18.01
mol
g
x
2
2
1
mol H
mol H O
=0.0666 mol H
S gam hydro = 0.0666 mol H x

1.008
0.0672
1
g
g
mol
= H
 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 =
1
0.03328 O
16.00
mol
mol
g
=
Tìm công thc phân t formulas from combustion analysis
Trang 3
 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
1
0.03333
== ; Hydro
0.0666
2.00
0.03333

= ; Oxy
0.03328
0.998
0.03333
=
Làm tròn các giá tr tìm c hoc rút gn phân s áp dng vào công thc nên ta tìm
c công thc kinh nghim là CH
2
O
B. 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 CH
2
O khi lng mol chính xác
a nó là:
Khi lng mol chính xác = 12.01 + 2(1.008) + 16.00 = 30.03 g/mol
 s =
120
30.03

= 3.996 ≈ 4
Công thc phân t = 4(CH
2
O) = C
4
H
8
O
4
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 CO
2
và 0.250 g H
2
O
i gii:
Trc ht xác nh khi lng và s mol ca cacbon, hydro t CO
2
và H
2
O
Tìm công thc phân t formulas from combustion analysis
Trang 4
S mol cacbon = 0.406 g CO
2
1
44.01
mol
g

= x
2
1C
1 CO
mol
mol
= 0.00922 mol C
Khi lng cacbon = 0.00922 mol C x
12.01
1
g
mol
= 0.111 g C
S mol hydro = 0.250 g H
2
O x
1.008
1
g
mol
x
2
2H
0.0278 mol
1 HO
mol
mol
= H
Khi lng Hydro
= 0.0278 mol H x

1.008
0.270
1
g
g
mol
= H
Khi lng ca oxy c xác 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 c xác nh t khi lng ca oxy:
S mol oxy = 0.221 g O x
1
0.0138
16.00
mol
g
= mol O
Xác nh công thc kinh nghim bng vic chia các s mol tìm c cho s mol có giá tr
nh nht, ó là s mol ca cacbon:
Cacbon
0.00922
1
0.00922
==; Hydro
0.0278
3.01
0.00922
==; Oxy

0.0138
1.498
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 C
2
H
6
O
3
Bài toán cho khi lng mol thc ca cht là 234 g/mol
Khi lng mol chính xác là = 2(12.01) + 6(1.008) + 3(16.00) = 78.07 g/mol
 s =
234
78.07
= 2.997 ≈ 3
Nhân công thc kinh nghim tìm c vi 3 ta s có cong thc phân t cn tìm ca cht ã
cho là C
6
H
18
O
9
.