Хімія - Великий довідник школяра - 2019

Органічна хімія
Вуглеводні
Розв’язування розрахункових задач на виведення формули органічної речовини

Задача. Визначте істинну формулу вуглеводню, при спалюванні 4,4 г якого одержали 13,2 г карбон(IV) оксиду і 7,2 г води. Відносна густина парів вуглеводню за воднем дорівнює 22.

Розв’язання

I спосіб

1)  Напишемо рівняння реакції:

.

2)  Із рівняння реакції видно, що всі атоми Карбону з даної речовини переходять у , а Гідрогену — в . Знаючи маси і , обчислимо кількості цих речовин:

;

.

3)  Із рівняння реакції виходить:

;

.

4)  Найпростіше цілочисельне співвідношення і у цьому вуглеводні дорівнює: , отже, найпростіша формула вуглеводню: .

5)  Обчислимо його молярну масу:

(г/моль).

6)  Порівняємо з молярною масою, обчисленою за густиною за воднем:

Отже, у цьому випадку найпростіша формула є істинною.

ІІ спосіб

1)  Обчислимо молярну масу речовини:

2)  Запишемо рівняння реакції.

Підпишемо дані задачі над рівнянням, молярні маси речовин — під рівнянням:

3)  Складемо відповідні пропорції і знайдемо х та у, що відповідають індексам у формулі речовини:

;

;

;

.

Відповідь. Формула вуглеводню: .

Задача на застосування закону Гей-Люссака. При згорянні 2 об’ємів газоподібного вуглеводню одержали 4 об’єми вуглекислого газу і 6 об’ємів парів води. Об’єми всіх газів виміряні за однакових умов. Знайдіть формулу речовини.

Розв’язання

1)  Закон Гей-Люссака: об’єми газів, що беруть участь у реакції, вимірювані за однакових умов, відносяться як взаємно прості цілі числа (вони дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам у рівнянні):

2)  На підставі даних задачі можна записати рівняння:

,

або .

3)  Звідси легко визначити формулу вуглеводню (за законом збереження речовини, кількість атомів Карбону і Гідрогену в обох частинах рівняння однакова). Формула речовини: — етан.

Відповідь. Формула речовини: .

Задача. Визначте молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Карбону в якому дорівнює 85,7 %. Відносна густина вуглеводню за воднем дорівнює 21.

Розв’язання

I спосіб

1)  Знаходимо масу вуглеводню за густиною за воднем:

; ;

; .

2)  Масова частка елемента в сполуці дорівнює:

,

де  n — індекс, що стоїть при даному елементі.

Звідси: .

3)  Підставимо дані задачі:

,

  тобто у формулі сполуки 3 атоми Карбону.

4)  Знайдемо масову частку Гідрогену й обчислимо індекс при атомі Карбону:

.

.

Формула: — пропен.

II спосіб

1)  Маса вуглеводню дорівнює 100 г.

2)  Знайдемо масову частку Гідрогену в сполуці: .

3)  Обчислимо маси Карбону й Гідрогену в 100 г вуглеводню:

; ;

(г);

(г).

4)  У формулі x і y — кількості речовини Карбону і Гідрогену відповідно, які знаходяться за формулою:

;

.

Ділимо отриманий результат на найменше значення, тобто на 7,14:

.

Найпростіша формула вуглеводню: , молярна маса: .

5)  Порівняємо з істинною масою, знайденою за густиною,— 42 г/моль: . Отже, індекси треба збільшити в 3 рази. Істинна формула речовини: — пропен.

Відповідь. Формула речовини: .