Determinarea formulei moleculare pe baza părţii de masă a elementelor componente

Problema nr. 1 – determinarea formulei unei hidrocarburiDeduceţi formula moleculară a compusului organic ce conţine 80% de carbon şi 20% de

hidrogen. Densitatea lui după hidrogen este egală cu 15.

Metoda generalăSe dă:ω (C) = 80%ω (H) = 20%

Rezolvare:Presupunem că masa substanţei este egală cu 100g.- Se calculează masele C şi H, care se conţin în 100 g de compus organic:

CxHy - ?

- Se determină cantitatea de substanţă a fiecărui element în 100 g de compusul organic:

M(C) = 12g/mol; M(H) = 1g/mol;

- Se alcătuieşte raportul cantităţilor de substanţe al elementelor în compus:υ(C): υ(H)= x : y = 6,67 : 20 , simplificăm relaţia prin cel mai mic număr ( 6,67), rezultă deci că υ(C): υ(H = 1 : 3Astfel, cel mai simplu raport al atomilor de C şi H în substanţa dată este de 1:3. Deci formula brută a substanţei este CH3.

- Se determină masa molară a compusului:

- Se determină formula moleculară a compusului raportînd masa moleculară a substanţei la masa moleculară a formulei brute.

Formula moleculară a compusului este sau C2H6

Răspuns: Formula compusului dat este C2H6, etanul.

Determinarea formulei moleculare pe baza părţii de masă a elementelor componenteProblema nr. 1

Deduceţi formula moleculară a compusului organic ce conţine 80% de carbon şi 20% de hidrogen. Densitatea lui după hidrogen este egală cu 15.

Metoda 2Se dă:ω(C) = 80%ω(H) = 20%D(H) = 15

Rezolvare:Se determină masa molară a compusului:

Presupunem că masa substanţei este egală cu 30g.- Se calculează masele C şi H, care se conţin în 30 g de compus organic:

CxHy - ?

- Se determină cantitatea de substanţă a fiecărui element în 30 g de compus organic:

M(C) = 12g/mol; M(H) = 1g/mol;

Deoarece masa aleasă corespunde la un mol de substanţă rezultă că valorile obţinute pentru cantitatea de carbon şi hidrogen reprezintă tocmai indicii x şi y. Formula moleculară a compusului este C2H6.

Răspuns: Formula compusului dat este C2H6, etanul.

Determinarea formulei moleculare pe baza părţii de masă a elementelor componenteProblema nr. 1Deduceţi formula moleculară a compusului organic ce conţine 80% de carbon şi 20% de

hidrogen. Densitatea lui după hidrogen este egală cu 15.

Metoda 3Se dă:ω(C) = 80%ω(H) = 20%DH2(CxHy) = 15

Rezolvare:Se determină masa moleculară relativă a compusului:

Scriem formulele de calcul a părţilor de masă ale carbonului şi hidrogenului şi din ele extragem pe x şi y:

şi

CxHy - ?

De unde rezultă că şi înlocuind

rezultă:

Formula moleculară a compusului este C2H6.

Răspuns: Formula compusului dat este C2H6, etanul.

Problema nr. 2 Determinaţi formula moleculară a substanţei organice cu părţile

de masă ale elementelor egale cu: ω(C)=61,00%, ω(H)=15,30% şi restul azot.

Se dă: Rezolvare:

ω(C) = 61,00% Se calculează procentul de azot: ω(N) = 100% - ω(C) - ω(H) = 100% - 61% -ω(H) = 15,3% - 15,3% =23,7%

Presupunem că masa substanţei este 100 g.CxHyNz – ? - Se determină masa fiecărui element, care se conţine în 100g de substanţă:

Se calculează cantitatea din fiecare element:

M(C) = 12 g/mol; M(H) = 1 g/mol; M(N) = 14 g/mol;

- Se alcătuieşte raportul molar al elementelor în substanţă:υ(C) : υ(H) : υ(N) = 5,08: 15,3 : 1,69

Valorile obţinute se împart la cea mai mică valoare şi se determină cel mai simplu raport al atomilor elementelor date în componenţa compusului organic:

υ(C) : υ(H) : υ(N) = 3 : 9 : 1;Substanţa cu părţile de masă a elementelor constituente indicate are formula brută

C3H9N sau C3H7NH2. Aceasta este propilamina.

Răspuns: Amina în cauză este propilamina C3H7NH2.

Determinarea formulei moleculare pe baza produşilor de ardereLa arderea unei substanţe organice cu masa de 2,3 g ce conţine C, H, O, s-a

obţinut oxid de carbon (IV) cu masa 4,4 g şi apă cu masa 2,7 g. Densitatea relativă a vaporilor acestei substanţe după aer este egală cu 1,587. Determinaţi formula chimică a substanţei.

Metoda 1Se dă:

m(CxHyOz) = 2,3 gm(CO2) = 4,4 gm(H2O) = 2,7 gDaer(CxHyOz) = 1,587

Rezolvare:Deoarece nu se precizează tipul substanţei presupunem că substanţa conţine C, H şi O.- Se scrie ecuaţia reacţiei în formă generală:2CxHyOz + (4x+y-2z)/2 O2 = 2xCO2 + y H2O;- Se determină masa carbonului şi a hidrogenului, care se conţine în proba substanţei organice:M(CO2) = 44 g/mol; M(C) = 12 g/mol;

CxHyOz - ?

1 mol de CO2 conţine 1 mol de C44 g (CO2) -------- 12 g (C)4,4 g (CO2) -------- x g (C)

M(H2O) = 18 g/mol; M(H) = 1 g/mol1 mol de H2O conţine 2 moli H18 g (H2O) --------- 2 g (H)2,7 g (H2O) --------- y g (H)

- Se determină masa oxigenului:m(CxHyOz) = m(C) + m(H) + m(O) rezultă că m(O) = m(CxHyOz) – (m(C) +

m(H))m(O) = 2,3 – (1,2 + 0,3) = 0,8 g (O)- Se determină raportul molar al elementelor în substanţă:

υ(C) : υ(H) : υ(O) =

Astfel, formula brută a substanţei este C2H6OMasa molară a substanţei este egală cu: M(x) = Daer · Maer = 1,587 · 29 = 46 g/mol- Se determină masa molară a substanţei cu formula C2H6O:M(C2H6O) = 24 + 6 + 16 = 46 g/molSubstanţa supusă arderii are formula molecularăC2H6O.

Răspuns: Substanţa supusă arderii are formula chimică C2H6O şi poate fi alcoolul etilic C2H5OH sau eterul dimetilic H3C–O–CH3.

Determinarea formulei după clasa substanţei şi masa ei moleculară.

O hidrocarbură saturată aciclică are masa moleculară relativă egală cu 72. Determinaţi formula moleculară a hidrocarburii.

Se dă:Mr(CnH2n+2)= 72

Rezolvare:Deoarece hidrocarbura este saturată şi aciclică ea aparţine seriei omoloage a alcanilor. Deci formula generală este CnH2n+2.

FM, n=? Calculăm masa moleculară relativă a compusului:Mr(CnH2n+2) = n∙Ar(C) + (2n+2)∙Ar(H) = 12n + 2n + 2 = 14n + 2Deoarece Mr(CnH2n+2)= 72, rezultă că 14n + 2 =7214n = 72-2=70n = 70:14=5deci, formula moleculară a substanţei este: C5H12.

Răspuns: formula hidrocarburii saturate aciclice este C5H12

Determinarea formulei după clasa substanţei şi densitatea relativă.

Densitatea relativă faţă de hidrogen a vaporilor unui alcan este egală cu 36. Determinaţi formula moleculară a hidrocarburii.

Se dă:DH2(CnH2n+2)=36

Rezolvare:Deoarece hidrocarbura este saturată şi aciclică ea aparţine seriei omoloage a alcanilor. Deci formula generală este CnH2n+2.

FM, n=? Se determină masa moleculară relativă a compusului:

Calculăm masa moleculară relativă a compusului:

Mr(CnH2n+2) = n∙Ar(C) + (2n+2)∙Ar(H) = 12n + 2n + 2 = 14n + 2Deoarece Mr(CnH2n+2)= 72, rezultă că 14n + 2 =7214n = 72-2=70n = 70:14=5deci, formula moleculară a substanţei este: C5H12.

Răspuns: formula hidrocarburii saturate aciclice este C5H12

Determinarea formulei după clasa substanţei şi densitatea sa.

O hidrocarbură saturată aciclică are densitatea în condiţii normale egală cu 1,96g/l. Determinaţi formula moleculară a hidrocarburii.

Se dă:ρc.n.(CnH2n+2)= 1,96g/l

Rezolvare:Deoarece hidrocarbura este saturată şi aciclică ea aparţine seriei omoloage a alcanilor. Deci formula generală este CnH2n+2.

FM, n=?Se determină masa molară a compusului conform formulei:

Calculăm masa moleculară relativă a compusului:Mr(CnH2n+2) = n∙Ar(C) + (2n+2)∙Ar(H) = 12n + 2n + 2 = 14n + 2Deoarece Mr(CnH2n+2)= 44, rezultă că 14n + 2 =4414n = 44-2=42n = 42:14=3deci, formula moleculară a substanţei este: C3H8.

Răspuns: formula hidrocarburii saturate aciclice este C3H8.

Determinarea formulei moleculare după clasa substanţei şi pe baza unei reacţii chimice.

O alchenă cu masa 14 g adiţionează 32 g brom. Determinaţi formula moleculară a alchenei.

Se dă:m(CnH2n)= 14gm(Br2) = 32g

Rezolvare:Deoarece hidrocarbura este o alchenă formula ei generală este CnH2n

n, FM-?Scriem ecuaţia generală a reacţiei:

CnH2n + Br2 → CnH2nBr2

Calculăm cantitatea de brom după formula:

Stabilim proporţia în ecuaţie – scriem sub substanţă numărul de mol conform ecuaţiei reacţiei şi deasupra valoarea calculată pentru brom. x mol 0,2mol

CnH2n + Br2 → CnH2nBr2

1 mol 1molConform relaţiei:

Determinăm masa molară a alchenei conform relaţiei:

Calculăm masa moleculară relativă a compusului:Mr(CnH2n) = n∙Ar(C) + 2n∙Ar(H) = 12n + 2n = 14n Deoarece Mr(CnH2n)= 70, rezultă că 14n =70

n = 70:14=5deci, formula moleculară a substanţei este: C5H10.