Практическое занятие № 13-14

Тема: решение задач

Пример 1.

 

Определить формулу вещества, если оно содержит 84,21% углерода и 15,79% водорода, и имеет относительную плотность по воздуху, равную 3,93.

 

Решение:

1. Пусть масса вещества равна 100 г. Тогда масса С будет равна 84,21 г, а масса Н — 15,79 г.

2. Найдём количество вещества каждого атома:

n(C) = m / M = 84,21 / 12 = 7,0175 моль,

n(H) = 15,79 / 1 = 15,79 моль.

1. Определяем мольное соотношение атомов С и Н:

С : Н = 7,0175 : 15,79 (сократим оба числа на меньшее) = 1 : 2,25 (домножим на 4) = 4 : 9.

Таким образом, простейшая формула — С4Н9.

2. По относительной плотности рассчитаем молярную массу:

М = D(возд.) • 29 = 114 г/моль.

3. Молярная масса, соответствующая простейшей формуле С4Н9 — 57 г/моль, это в 2 раза меньше истинно молярной массы.

4. Значит, истинная формула — С8Н18.

 

Пример 2.

 

Определить формулу алкина с плотностью 2,41 г/л при нормальных условиях.

 

Решение:

 

1. Общая формула алкина СnH2n−2

2. Плотность ρ — это масса 1 литра газа при нормальных условиях. Так как 1 моль вещества занимает объём 22,4 л, то необходимо узнать, сколько весят 22,4 л такого газа: M = (плотность ρ) • (молярный объём Vm) = 2,41 г/л • 22,4 л/моль = 54 г/моль. Далее, составим уравнение, связывающее молярную массу и n: 14 • n − 2 = 54, n = 4. Значит, алкин имеет формулу С4Н6. Ответ: С4Н6.

 

Пример 3.

Относительная плотность паров органического соединения по азоту равна 2. При сжигании 9,8 г этого соединения образуется 15,68 л углекислого газа (н. у) и 12,6 г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения.

 

Решение:

1. Так как вещество при сгорании превращается в углекислый газ и воду, значит, оно состоит из атомов С, Н и, возможно, О. Поэтому его общую формулу можно записать как СхНуОz.

2. Схему реакции сгорания мы можем записать (без расстановки коэффициентов): СхНуОz + О2 → CO2 + H2O

3. Весь углерод из исходного вещества переходит в углекислый газ, а весь водород — в воду.

Находим количества веществ CO2 и H2O, и определяем, сколько моль атомов С и Н в них содержится:

а) n(CO2) = V / Vm = 15,68 / 22,4 = 0,7 моль.

(На одну молекулу CO2 приходится один атом С, значит, углерода столько же моль, сколько и CO2. n(C) = 0,7 моль)

б) n(Н2О) = m / M = 12,6 / 18 = 0,7 моль.

(В одной молекуле воды содержатся два атома Н, значит количество водорода в два раза больше, чем воды.

n(H) = 0,7 • 2 = 1,4 моль)

1. Проверяем наличие в веществе кислорода. Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы С и Н.

m(C) = 0,7 • 12 = 8,4 г, m(H) = 1,4 • 1 = 1,4 г

Масса всего вещества 9,8 г.

m(O) = 9,8 − 8,4 − 1,4 = 0, т.е. в данном веществе нет атомов кислорода.

2. Поиск простейшей и истинной формул.

С : Н = 0,7 : 1,4 = 1 : 2. Простейшая формула СН2.

3. Истинную молярную массу ищем по относительной плотности газа по азоту (не забыть, что азот состоит из двухатомных молекул N2 и его молярная масса 28 г/моль): Mист. = D(N2) • M(N2) = 2 • 28 = 56 г/моль. Истиная формула СН2, её молярная масса 14. 56 / 14 = 4. Истинная формула: (СН2)4 = С4Н8. Ответ: С4Н8.