Lập Công Thức Phân Tử Hợp Chất Hữu Cơ (có Ví Dụ Minh Họa)

LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

I. LẬP CÔNG THỨC ĐƠN GIẢN NHẤT

1. Nguyên tắc    

     Lập công thức đơn giản nhất cho chất hữu cơ CxHyOz là tìm tỉ lệ nguyên tối giản x : y : z.

2. Các phương pháp

a. Dựa vào % khối lượng

x : y : z = %mC/12 : %mH/1 : %mO/16

b. Dựa vào phản ứng cháy

x : y : z = nC : nH : nO

Trong đó:

nC = nCO2

nH = 2.nH2O

nO = (mchất hữu cơ - mC - mH)/16

II. LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CHẤT HỮU CƠ

1. Cách tìm phân tử khối của chất hữu cơ

     Phân tử khối của chất hữu cơ thường được tính theo một số cách sau:

- Dựa vào khối lượng và số mol: M = m/n

- Dựa vào tỉ khối: dA/B = MA/MB; dA/kk = MA/29

2. Các cách lập công thức phân tử

a. Dựa vào % khối lượng

12x : %mC = y : %mH = 16z : %mO = M/100

b. Dựa vào công thức đơn giản nhất

- Nếu biết phân tử khối (M) của chất hữu cơ:

CTPT = (CTĐGN)n → n = M/MCTĐGN

- Nếu không biết phân tử khối của chất thì phải biện luận dựa theo điều kiện tồn tại chất hữu cơ:

+ Tổng số nguyên tử có hoá trị lẻ (H, Cl, N) là số chẵn.

+ Số nguyên tử (H + halogen) ≤ 2C + 2 + N

c. Dựa vào phản ứng cháy

     Viết phương trình phản ứng cháy và tính theo phương trình. Theo cách này số nguyên tử O trong hợp chất hữu cơ thường được tính sau cùng theo công thức:

z = (M - 12C - H)/16

-          Chú ý:

+ Tìm M theo:  hoặc theo tỷ khối

+ Phản ứng cháy: CxHyOz  + () O2 ® xCO2  +   H2O

+ 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, dung dịch bất kì (do hơi nước gặp lạnh sẽ ngưng tụ) Þ khối lượng bình tăng là khối lượng nước;

      Các bình hấp thu CO2 thường là dung dịch hidroxit kim loại kiềm, kiềm thổ Þ khối lượng bình tăng là khối lượng CO2 (Xem thêm CO2 tác dụng với dung dịch kiềm).

      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 Þ m­= mCO2 + mH2O.

                     Khối lượng dung dịch tăng Þ mdd­ = (mCO2 + mH2O) – mMCO3¯

                     Khi nói khối lượng dung dịch giảm Þ mdd¯ = mMCO3¯- (mCO2 + mH2O)

VÍ DỤ MINH HỌA

Câu 1: Xác định CTPT của một chất A có tỉ lệ khối lượng các nguyên tố như sau

mC: mH : mN: mS = 3 : 1 : 7 : 8  biết trong phân từ A có 1 nguyên tử S.

Lời giải

 Gọi CTPT của A có dạng CxHyNtSr ta có :

x : y : t : r = = 0.25 : 1 : 0.5 : 0.25 = 1 : 4 : 2: 1 ( thường chia cho số nhỏ nhất 0.25 )

=> Công thức dơn giản nhất : (CH4N2S)n  vì theo đề CTPT của A chỉ chưa 1 S nên CTPT A là CH4N2S

Câu 2 : Đốt cháy hoàn toàn a g một chất hữu cơ chứa C , H , Cl thu được 0,22g CO2 , 0,09g H2O. Khi phân tích ag hợp chất trên có mặt AgNO3 thì thu được 1,435g AgCl . Xác định CTPT biết tỉ khối hơi của hợp chất so với NH3 là 5.

Lời giải

Gọi CTPT chất A là CxHyClv ( ko có oxy ).

Theo bảo toàn nguyên tố thì :            

nC = nCO2 = 0.22/44 = 0.005 mol

nH2 = nH2O = 0.09/18*2 = 0.01 mol

nAgCl = nCl  =0.01 mol ( ở đây tôi lập tỉ lệ theo số mol cho nhanh các bạn có thể lập theo khối lượng

  => x : y : v = 0.005 : 0.01 : 0.01 = 1:2:2 à CT đơn giản nhất : (CH2Cl2)n . Ta có MA = 5*17 = 85 à n= 1

Vậy CTPT chất A là : CH2Cl2

Câu 3 : Đốt cháy hoàn toàn a g chất A cần dùng 0,15 mol oxi , thu được 2,24 lít CO2 (đkc) và 2,7g H2O . Định CTPT A.

Lời giải

Gọi CTPT chất A là CxHyOz ( có thể có O hoặc không). 

Để xác định CTPT A ta phải tính bằng cách : mA  + mO = mCO2 + mH2O à  mA = mCO2 + mH2O – mO  = 2.24/22.4*44 + 2.7 – 0.15*32 = 2.3 g

Ta có mC = 2.24/22.4*12 = 1.2 g ; mH = 2.7/18*2 = 0.3 g à mO  = 2.3 - 1.2 – 0.3 = 0.8 g

=> x : y : z = 1.2/12 : 0.3/1 : 0.8/16 = 2:6:1 à CT đơn giản A : C2H6O