Хімія. Рівень стандарту. 10 клас. Григорович

§ 8. Виведення молекулярної формули речовини за масою, об'ємом або кількістю речовини реагентів або продуктів реакції

Пригадайте: формули для обчислення кількості речовини, використовуючи дані про масу або об'єм речовин.

Виведення молекулярної формули за даними про продукти згоряння речовин

Виведення молекулярної формули органічної сполуки — це один з перших етапів у дослідженні їх хімічної будови. Одним із способів, що почали використовувати хіміки для цього, стало дослідження продуктів згоряння або інших продуктів характерних реакцій — елементний аналіз. У цьому параграфі ми розглянемо саме такий алгоритм виведення молекулярних формул.

Цей алгоритм застосовують, якщо з умови задачі відомо:

  • масу, або об'єм, або кількість речовини продуктів згоряння;
  • загальну формулу класу сполук, або масові частки елементів у сполуці, або молярну масу, або відносну густину випарів.

Ви знаєте, що рівняння реакцій надають нам важливу інформацію про стехіометричні співвідношення кількостей речовини реагентів та продуктів реакції. Знаючи ці співвідношення, можна визначити склад речовини.

У загальному вигляді рівняння реакції горіння вуглеводнів можна записати так:

Знаючи кількості речовини продуктів згоряння, можемо визначити співвідношення атомів Карбону й Гідрогену у вуглеводні та встановити його емпіричну формулу.

Задача 1. Під час згоряння вуглеводню утворилися вуглекислий газ масою 13,2 г та вода масою 2,7 г. Відносна густина випарів вуглеводню за гелієм дорівнює 19,5. Визначте молекулярну формулу вуглеводню.

Задача 2. Під час згоряння органічної речовини масою 1,38 г утворилися вуглекислий газ масою 2,64 г та вода масою 1,62 г. Відносна густина випарів речовини за гелієм дорівнює 11,5. Визначте молекулярну формулу цієї речовини.

Виведення молекулярної формули за даними про реагенти та продукти реакції

Цей алгоритм застосовують, якщо з умови задачі відомо:

  • масу, або об'єм, або кількість речовини одного з реагентів;
  • масу, або об'єм, або кількість речовини одного з продуктів реакції;
  • у яких співвідношеннях відбувається реакція, тобто відомі стехіометричні коефіцієнти в рівнянні реакції.

Стехіометрія може допомогти визначити формулу невідомої речовини за результатами аналізу мас (або об'єму чи кількості речовини) реагентів та продуктів реакції для будь-якої хімічної взаємодії. Цей підхід ґрунтується на відомому співвідношенні кількості речовини в рівнянні реакції.

Задача 3. Під час бромування невідомого газуватого вуглеводню об'ємом 89,6 мл (н. у.) добуто монобромопохідну масою 0,38 г. Визначте вуглеводень.

Ключова ідея

Виведення молекулярної формули за відомими даними про масу або об'єм реагентів хімічної реакції ґрунтується на стехіометричному співвідношенні речовин.

Завдання для засвоєння матеріалу

  • 114. Складіть у загальному вигляді рівняння реакцій горіння: а) алканів; б) алкенів; в) алкінів.
  • 115. Укажіть число атомів Карбону, що містяться у складі однієї молекули алкану, на спалювання 3 л якого витрачається кисень об'ємом 15 л.
  • 116. Для повного згоряння невідомого вуглеводню об'ємом 0,4 л витратили кисень об'ємом 1 л. Після закінчення реакції і приведення об'ємів газів до початкових умов об'єм газуватих продуктів становив 0,8 л. Визначте молекулярну формулу вуглеводню.
  • 117. Визначте молекулярну формулу вуглеводню, під час згоряння якого отримали вуглекислий газ масою 6,6 г та воду масою 2,7 г. Відносна густина його випарів за воднем становить 42.
  • 118. Під час згоряння вуглеводню кількістю речовини 0,05 моль утворилися вуглекислий газ та вода масами 11 г та 5,4 г відповідно. Установіть молекулярну формулу вуглеводню.
  • 119. Визначте молекулярну формулу вуглеводню, якщо під час спалювання його кількістю речовини 0,1 моль утворюється вода масою 5,4 г і вуглекислий газ об'ємом 8,96 л (н. у.).
  • 120. Під час спалювання вуглеводню масою 4,4 г отримали вуглекислий газ масою 13,2 г і воду масою 7,2 г. Відносна густина випарів цього вуглеводню за повітрям 1,517. Визначте молекулярну формулу вуглеводню.
  • 121. Під час спалювання вуглеводню утворилися вуглекислий газ об'ємом 8,96 л (н. у.) та вода масою 7,2 г. Густина випарів вуглеводню 1,25 г/л. Визначте молекулярну формулу і вкажіть на особливості будови молекул речовин цього класу.
  • 122. Під час згоряння вуглеводню кількістю речовини 0,1 моль отримали вуглекислий газ об'ємом 13,44 л (н. у.) та воду масою 12,6 г. Визначте молекулярну формулу вуглеводню.
  • 123. Під час згоряння органічної речовини масою 2,175 г утворилися вуглекислий газ та вода масою 4,95 г та 2,025 г відповідно. Відносна густина випарів речовини за повітрям дорівнює 2. Визначте молекулярну формулу речовини.
  • 124. Під час хлорування вуглеводню масою 1,44 г добуто дихлоропохідну речовину масою 2,82 г. Визначте вуглеводень.
  • 125. Під час хлорування алкану масою 0,114 г добуто дихлоропохідну речовину масою 0,183 г. Визначте вуглеводень.