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
CO2 và 1.108 g và 1.108 g H2O
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 CO2 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 H2Ox 1 H O2
18.01 g
mol
x
2
2 H
1 mol H O
mol
= 0.1230 mol H
Trang 2có 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
0.06142
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 CH2
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 CO2 và 0.6003 g H2O
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 CO2 = 1.467 g CO2 x 1
44.01
mol
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 H2O x 1
18.01
mol
2 1
mol H
S gam hydro = 0.0666 mol Hx1.008
0.0672 1
g
g
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 =
Trang 3tìm 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
0.03333
= = ; Hydro 0.0666 2.00
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 CH2O
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 trongVí 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 CH2O 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(CH2O) = C4H8O4
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 CO2 và 0.250 g H2O
i gi i:
Tr c h t xác nh kh i l ng và s mol c a cacbon, hydro t CO2 và H2O
Trang 4S mol cacbon = 0.406 g CO2
1 44.01
mol g
2
mol mol = 0.00922 mol C
Kh i l ng cacbon = 0.00922 mol Cx 12.01
1
g mol = 0.111 g C
S mol hydro = 0.250 g H2Ox 1.008
1
g
0.0278 mol
mol
Kh i l ng Hydro = 0.0278 mol Hx 1.008
0.270 1
g
g
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 Ox 1
0.0138 16.00
mol
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:
0.00922
0.00922
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 C2H6O3
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 làC6H18O9