You're Reading a Free Preview
Page 3 is not shown in this preview.
Công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Công thức phân tử hợp chất hữu cơ
I. SƠ LƯỢC VỀ PHÂN TÍCH NGUYÊN TỐ
1. Phân tích định tính
- Mục đích: Xác định nguyên tố nào có trong hợp chất hữu cơ.
- Nguyên tắc: Chuyển các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản rồi nhận biết chúng bằng các phản ứng đặc trưng.
2. Phân tích định lượng
- Mục đích: Xác định thành phần % về khối lượng các nguyên tố có trong phân tử hợp chất hữu cơ.
- Nguyên tắc: Cân chính xác khối lượng hợp chất hữu cơ, sau đó chuyển nguyên tố C thành CO2, H thành H2O, N thành N2, sau đó xác định chính xác khối lượng hoặc thể tích của các chất tạo thành, từ đó tính % khối lượng các nguyên tố.
II. CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
1. Công thức tổng quát [CTTQ]
- Cho biết trong phân tử hợp chất hữu cơ có chứa những nguyên tố nào. Ví dụ ứng với công thức CxHyOzNt ta biết hợp chất hữu cơ này có các nguyên tố C, H, O, N.
2. Công thức đơn giản nhất [CTĐGN]
a. Định nghĩa
- Công thức đơn giản nhất là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.
b. Cách thiết lập công thức đơn giản nhất
- Thiết lập công thức đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ CxHyOzNt là thiết lập tỉ lệ :
$\mathrm{x:y:z:t=}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{C}}}\mathrm{:}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{H}}}\mathrm{:}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{O}}}\mathrm{:}{{\mathrm{n}}_{N}}\mathrm{=}\frac{{{\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}}}{\mathrm{12}}\mathrm{:}\frac{{{\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}}}{\mathrm{1}}\mathrm{:}\frac{{{\mathrm{m}}_{\mathrm{O}}}}{\mathrm{16}}:\frac{{{m}_{N}}}{14}$
hoặc $\mathrm{x:y:z:t=}\frac{\mathrm{ }\%\text{ C}}{\mathrm{12}}\mathrm{:}\frac{\mathrm{ }\%\text{ H}}{\mathrm{1}}\mathrm{:}\frac{\mathrm{ }\%\text{ O}}{\mathrm{16}}:\frac{\mathrm{ }\%\text{N}}{14}$
c. Công thức thực nghiệm [CTTN]: CTTN = [CTĐGN]n [n : số nguyên dương].
3. Công thức phân tử
a. Định nghĩa
- Công thức phân tử là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.
b. Cách thiết lập công thức phân tử
- Có ba cách thiết lập công thức phân tử
Cách 1 : Dựa vào thành phần % khối lượng các nguyên tố
- Cho CTPT CxHyOz, ta có tỉ lệ:
$\frac{\mathrm{M}}{\mathrm{100}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{12}\mathrm{.x}}{\mathrm{ }\%\text{ C}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}\mathrm{.y}}{\mathrm{ }\%\text{ H}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{16}\mathrm{.z}}{\mathrm{ }\%\text{ O}}$
Từ đó ta có : $\mathrm{x=}\frac{\mathrm{M}\mathrm{. }\%\text{ C}}{\mathrm{12}\mathrm{.100}}$; $\mathrm{y=}\frac{\mathrm{M}\mathrm{. }\%\text{ H}}{\mathrm{1}\mathrm{.100}}$; $\mathrm{z=}\frac{\mathrm{M}\mathrm{. }\%\text{ O}}{\mathrm{16}\mathrm{.100}}$
Cách 2 : Dựa vào công thức đơn giản nhất.
B1: Đặt công thức phân tử của hợp chất hữu cơ là : [CTĐGN]n [với n$\in {{N}^{*}}$]
B2: Tính độ bất bão hòa [k] của phân tử [chỉ áp dụng cho hợp chất có chứa liên kết cộng hóa trị, không áp dụng cho hợp chất có liên kết ion].
B3: Dựa vào biểu thức k để chọn giá trị n, từ đó suy ra CTPT của hợp chất hữu cơ.
Giả sử một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử là CxHyOzNt thì tổng số liên kết p và vòng của phân tử được gọi là độ bất bão hòa của phân tử đó. Công thức tính độ bất bão hòa :
$k=\frac{x[4-2]+y[1-2]+z[2-2]+t[3-2]+2}{2}=\frac{2x-y+t+2}{2}\,\,\,\,[k\ge 0;\,\,k\in N]$
Cách 3 : Tính trực tiếp theo khối lượng sản phẩm cháy
Phản ứng cháy: CxHyOzNt + [$\text{x+}\frac{\text{y}}{\text{4}}\text{-}\frac{\text{z}}{\text{2}}$] O2 → xCO2 + $\frac{\text{y}}{\text{2}}$H2O + $\frac{t}{\text{2}}$N2
+ Áp dụng bảo toàn nguyên tố: ${{n}_{C}}=\text{ }{{n}_{C{{O}_{2}}}};\text{ }{{n}_{H}}=\text{ }2.{{n}_{{{H}_{2}}O}};\text{ }{{n}_{N}}=\text{ }2.{{n}_{{{N}_{2}}}}$
+ Áp dụng bảo toàn khối lượng: mHCHC = mC + mH + mO + mN + … = mtổng khối lượng các nguyên tố
Sản phẩm cháy của hợp chất hữu cơ [CO2, H2O, ..] được hấp thu vào các bình:
+ Các chất hút nước là H2SO4 đặc, P2O5, các muối khan Þ khối lượng bình tăng là khối lượng nước;
+ Các bình hấp thu CO2 thường là dung dịch bazơ Þ khối lượng bình tăng là khối lượng CO2
+ Thường gặp trường hợp bài toán cho hỗn hợp sản phẩm cháy [CO2 và H2O] vào bình đựng nước vôi trong hoặc dung dịch Ba[OH]2 thì:
Khối lượng bình tăng: ${{m}_{\uparrow }}=\text{ }{{m}_{C{{O}_{2}}}}+\text{ }{{m}_{{{H}_{2}}O}}$
Khối lượng dung dịch tăng:
Khối lượng dung dịch giảm:
Bài viết gợi ý:
-CTĐGN là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.
Đang xem: Công thức phân tử
2. Cách thiết lập CTĐGN:
– Gọi CTĐGN của hợp chất đó là: CxHyOz[x, y, z: Số nguyên tối giản]
– Lập tỉ lệ:
hay
* Ví dụ: đốt cháy hoàn toàn 0,6 gam một hợp chất hữu cơ A thu được 0,448 lít khí CO2[đktc] và 0,36 gam nước. Xác định công thức đơn giản nhất của A
Đặt CTĐGN của A là CxHyOz
;
mO= 0,6 – 0,02.12 – 0,04.1 = 0,32 gam
Ta có: x : y : z = 0,02 : 0,04 : 0,02 = 1 : 2 : 1
⇒ CTĐGN là: CH2O
II. Công thức phân tử:
1. Định nghĩa:
-CTPT là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử
2. Mối quan hệ giữa CTPT và CTĐGN:
* Công thức thực nghiệm: có dạng [CTĐGN]n. Thay n = 1, 2, 3.. thu được CTPT.
VD: – Công thức đơn giản nhất là CH2O
⇒ Công thức thực nghiệm là [CH2O]n.
Với n=1: CTPT là CH2O
n=2: CTPT là C2H4O2
3. Cách thiết lập CTPT của HCHC:
a. Thông qua CTĐGN:
– [CaHbOc]n⇒ M = [12a + 1b + 16c].n
– Với a, b, c đã biết kết hợp M, tính được n ⇒ CTPT
b. Dựa vào thành phần trăm về khối lượng các nguyên tố:
* Xét sơ đồ: CxHyOz→ xC + yH + zO.
Klg [g] M[g] 12x y 16z
%m 100% %C %H %O
* Từ tỉ lệ:
c. Tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm đốt cháy:
CxHyOz+ [x+y/4–z/2]O2→ xCO2+ y/2H2O
1mol x mol y/2mol
nA nCO2 nH2O
;
Biết MA; x; y →12x+1y+16z = MA
⇒
B. Bài tập
1. Dạng 1:Tìm công thức đơn giản chất
Công thức đơn giản nhất [CTĐGN] là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.
Nói cách khác, CTĐGN của chất hữu cơ CxHyOzlà tỉ lệ nguyên tối giản x : y : z.
Thiết lập công thức đơn giản nhất:
2. Dạng 2:Tìm công thức phân tử
Công thức phân tử [CTPT] là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.
Với chất X có CTĐGN là CxHyOz.⇒ Công thức thực nghiệm [CxHyOz]n[với n = 1, 2, 3,…]
Xác định được n ta có CTPT.
a.Xác định CTPT theoCTĐGN:
B1: Xác định CTĐGN
B2: Xác định hệ số n của CTTN. Thông thường n có thể tìm thông qua M
M được xác định theo 2 cách:
– Tính theo khối lượng và số mol:
– Tính theo tỉ khối:
;
b. Xác định CTPT theo phần trăm khối lượng:
Chất X có khối lượng mol M, CTPTCxHyOz
c.Xác định CTPT theo phần trămsố mol.
Chất X có CTPTCxHyOz, khi đó:
3. Vận dụng:
VD1:Hợp chất X có %C = 54,54% ; %H = 9,1%, còn lại là oxi. Khối lượng phân tử của X bằng 88. CTPT của X là
A. C4H10O. B.
Xem thêm: Liên Bỉnh Phát : Ba Xuất Gia Đi Tu, Phải Đón Mẹ Lên Ở Cùng, Liên Bỉnh Phát
C5H12O. C. C4H10O2. D. C4H8O2.
Lời giải:
GọiCTPTcủa X là CxHyOz
;
⇒ Đáp án D.
VD2:Khi đốt 1 lít khí X cần 6 lít O2thu được 4 lít CO2và 5 lít hơi H2O [các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất]. CTPT của X là
A. C4H10O. B. C4H8O2. C. C4H10O2. D. C3H8O.
Lời giải:
Ở cùng điều kiện T, P thì tỉ lệ thể tích tương đương tỉ lệ số mol. Nói cách khác đốt 1 mol X cần 6 mol O2thu được 4 mol CO2và 5 mol H2O.
Xem thêm: Bảng Tra Cung Khảm Là Gì ? Bảng Tra Cung Mệnh Và Niên Mệnh Cung Khảm Là Gì
Gọi CTPT của X làCxHyOz
;
;
⇒ Đáp án A.
VD3:Đốt cháy hoàn toàn 0,6 gam hợp chất hữu cơ X rồi cho sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca[OH]2dư thấy có 2 gam kết tủa và khối lượng bình tăng thêm 1,24 gam. Tỉ khối của X so với H2bằng 15. CTPT của X là
Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: tin tổng hợp