Виведення молекулярної формули речовини за масовими частками
Повний розв'язок задач (Хімія 10 клас)
Виведення молекулярної формули речовини за масовими частками
Задача 1
Визначте молекулярну формулу органічної речовини, яка містить Карбон (масова частка 81,8 %) і Гідроген (18,2 %).
Дано:
ω(С)=81,8%
ω(H)=18,2%
CxHy – ?
Розв’язок:
1) Нехай маса речовини становить 100 г, тоді маса Карбону в ній буде дорівнювати 81,8 г, а Гідрогену 18,2 г.
m(C)=81,8 г
m(H)=18,2 г
2) Обчислюємо кількість речовини елементів.
n – це кількість атомів в молекулі.
\[ n(C)=\frac{m(C)}{M(C)}=\frac{81,8}{12}=6,82\ моль \]
\[ n(H)=\frac{m(H)}{M(H)}=\frac{18,2}{1}=18,2\ моль \]
3) Складаємо відношення.
x : y= n(C) (кількість атомів Карбону) : n(H) (кількість атомів Гідрогену)
x : y= n(C) : n(H) = 6,82 : 18,2
Ділимо на найменше з них, тоді отримаємо наступне:
\[ x : y=\frac{6,82}{6,82}=\frac{18,2}{6,82}=1 : 2,6 \approx 1 : 3 \]
4) Знаходимо формулу речовини
\[ CxHy=CH_3 \]
Відповідь:
\[ \mathbf{Молекулярна}\ \mathbf{формула}\ \mathbf{речовини}\ \mathbf{CH_3} \]
Задача 2
Визначте молекулярну формулу речовини, що містить Карбон (масова частка 85,7 %) і Гідроген (14,3 %). Відносна густина її випарів за воднем дорівнює 21.
Дано:
ω(С)=85,7 %
ω(H)=14,3 %
CxHy – ?
Розв’язок:
1) Нехай маса речовини становить 100 г, тоді маса Карбону в ній буде дорівнювати 85,7 г, а Гідрогену 14,3 г.
m(C)=85,7 г
m(H)=14,3 г
2) Обчислюємо кількість речовини елементів.
\[ n(C)=\frac{m(C)}{M(C)}=\frac{85,7}{12}=7,14\ моль \]
\[ n(H)=\frac{m(H)}{M(H)}=\frac{14,3}{1}=14,3\ моль \]
3) Складаємо відношення.
x : y= n(C) : n(H) = 7,14 : 14,3
Щоб знайти співвідношення між кількістю атомів вуглецю і водню, ділимо на найменше значення:
\[ x : y=\frac{7,14}{7,14}=\frac{14,3}{6,82}=1 : 2 \]
Отже, співвідношення 1 : 2. Це означає, що на кожен атом вуглецю припадає 2 атоми водню.
4) Записуємо найпростішу формулу речовини
\[ CH_2 \]
5) Знайдемо відносну молярну масу речовини.
Знаючи густину випарів речовини за воднем, обчислимо молярну масу речовини, скориставшись формулою:
\[ M\ (речовини)=D\ (речовини\ за\ воднем)\times \ M\ (водню) \]
Тепер пригадаємо, що D – це відносна густина речовини за воднем, що за умовою задачі дорівнює 21. Молярну ж масу водню ми можемо дізнатися по такій формулі:
\[ M(H_2)=2\times 1=2\ г/моль \]
Підставляємо значення і знаходимо молекулярну масу поки що невідомої нам речовини
\[ M(C_xH_y)=DH_2(C_xH_y)\times M(H_2)=21\times 2=42\ г/моль \]
Тепер нам відомо, що молярна маса речовини, яку ми шукаємо, дорівнює 42 г/моль. Знайдемо молярну масу найпростішої формули цієї речовини
\[ M(CH_2)=12+2\times 1=12+2=14\ г/моль \]
Як бачимо, молекулярна маса найпростішої формули речовини у 3 рази менша ніж молекулярна маса речовини, яку нам треба знайти (42 : 14 =3). Звідси виходить, що формула речовини буде містити 3 атоми Карбону і 6 атомів Гідрогену.
Відповідь:
\[ \mathbf{C_3H_6}\ – \ це \ і \ є \ істина \ молекулярна \ формула \ речовини. \]
Це пропен – органічна сполука, яка належить до класу алкенів.
Задача 3
Масові частки Карбону, Гідрогену в певній речовині дорівнюють відповідно 40; 6,67 %, решта – Оксиген. Густина випарів цієї речовини за воднем дорівнює 30. Установіть молекулярну формулу речовини.
Дано:
ω(С)=40 %
ω(H)=6,67 %
ω(O)-?
CxHyOz – ?
Розв’язок:
1) Знаходимо масову частку Оксигену
ω(O)= 100 – (40 + 6,67) = 100 – 46,67 = 53,33 %
2) Нехай маса цієї оксигеновмісної сполуки дорівнює 100 г, тоді
m(С)=40 г
m(H)=6,67 г
m(O)=53,33 г
3) Обчислюємо кількість речовини елементів
\[ n(C)=\frac{m(C)}{M(C)}=\frac{40}{12}=\ 3,33\ моль \]
\[ n(H)=\frac{m(H)}{M(H)}=\frac{6,67}{1}=\ 6,67\ моль \]
\[ n(O)=\frac{m(O)}{M(O)}=\frac{53,33}{16}=\ 3,33\ моль \]
4) Складаємо відношення.
x : y : z = n(C) : n(H) : n(O) = 3,33 : 6,67 : 3,33
Ділимо на найменше з них, тоді
\[ \frac{3,33}{3,33}=\frac{6,67}{3,33}=\frac{3,33}{3,33}=1 : 2 :1 \]
5) Запишемо найпростішу формулу речовини
\[ C_xH_yO_z=CH_2O \]
6) Знаходимо молярну масу речовини
\[ M(C_xH_yO_z)=DH_2(C_xH_yO_z)\times M(H_2)=30 \ (за \ умовою\ задачі)\times 2=\ 60\ г/моль \]
7) Знаходимо молярну масу найпростішої формули
\[ M(CH_2O)=12+2\times 1 + 16=12+2+16=14+16=30\ г/моль \]
Це означає, що 30 г/моль є у два рази меншим молярної маси невідомої нам речовини, що становить, як нам вже відомо, 60 г/моль.
8) Установлюємо молекулярну формулу речовини
\[ CH_2O\ \times2n \ (де\ n \ кількість\ атомів\ у \ молекулі), \ тоді\ виходить\ C_2H_4O_2 \]
Відповідь:
\[ \mathbf {C_2H_4O_2} \ -\ молекулярна \ формула \ речовини. \]
Це скорочена назва оцтової кислоти
\[ \mathbf{CH_3COOH} \]
Сподіваємось, що матеріал був корисним для вас. Чекаємо на ваші коментарі!
Не забудьте підписатися на наші канали:
Або переходьте за посиланням НА ГОЛОВНУ СТОРІНКУ