Formulas from combustion Analysis

Formulas from combustion Analysis

Tìm công th c phân t t ph n ng

t cháy

(The Young Vietnamese Chemistry Specialists)

Ph n ng c a h p ch t h u c t cháy v i m t l ng oxy d sinh ra cacbon dioxit và

c S b o toàn kh i l ng cho th y r ng t t c cacbon t h p ch t h u c tr thành cacbon dioxit Do ó kh i l ng c a cacbon trong cacbon dioxit b ng v i kh i l ng c a cacbon có m t trong h p ch t h u c T ng t kh i l ng c a hydro trong n c ph i b ng

kh i l ng c a hydro có m t trong h p ch t h u c Theo nh lu t b o toàn kh i l ng thì

kh i l ng c a h p ch t ban u ph i b ng t ng kh i l ng c a các nguyên t có m t trong

p ch t Do v y n u m t h p ch t h u c có ch a oxy, kh i l ng c a oxy có th c xác

nh b ng cách l y kh i l ng c a c h p ch t tr i kh i l ng cacbon và hydro, và kh i

ng c a các nguyên t khác có m t trong ch t kh o sát.

A Công th c kinh nghi m

Công th c kinh nghi m n gi n là t l mol c a các nguyên t trong h p ch t, nên xác

nh s mol c a m i nguyên t trong h p ch t r i tìm và rút g n t l thu c công

th c n gi n

Ví d 1

Tìm công th c kinh nghi m c a m t hydrocacbon mà sau khi t cháy thu c 2.703 g

CO2 và 1.108 g và 1.108 g H2O

i gi i:

Vì ch t em t cháy là hydrocacbon nên nó ch ch a hydro và cacbon công th c kinh nghi m s là m t t s t i gi n c a các nguyên t này

mol cacbon =2.703 g CO2 x 2

1 CO 44.01 g

mol

x

2

1 C

1 mol CO

mol

= 0.06142 mol C

mol hydrogen =1.108 g H2Ox 1 H O2

18.01 g

mol

x

2

2 H

1 mol H O

mol

= 0.1230 mol H

có c t s t i gi n, chia s mol c a m i nguyên t cho s mol có giá tr th p nh t ta có:

0.06142 C

1 0.06142

0.06142

Làm tròn các s ho c dùng phân s t i gi n áp d ng vào công th c do ó công th c kinh ghi m c a h p ch t này là CH2

Ví d 2

Tìm công th c kinh nghi m c a h p ch t ch a cacbon, hydro, và oxy n u 1.000g h p ch t

em t thu c 1.467g CO2 và 0.6003 g H2O

i gi i:

Kh i l ng c a cacbon dioxit và n c có th dùng tìm ra s mol c a cabon và hydro

Kh i l ng c a oxy có th xác nh t kh i l ng c a ch t g c B i vì theo nh lu t b o toàn kh i l ng ta có:

kh i l ng c a ch t g c = kh i l ng cacbon + kh i l ng hydro + kh i l ng oxy

Tr c h t ph i xác nh c s mol c a C và H sau ó m i tìm kh i l ng c a C và H

mol CO2 = 1.467 g CO2 x 1

44.01

mol

1 1

mol C mol CO = 0.03333 mol C

gam C = 0.03333 mol C x 12.01

1

g mol =0.4003 g C

S mol hydro = 0.600 g H2O x 1

18.01

mol

2 1

mol H

S gam hydro = 0.0666 mol Hx1.008

0.0672 1

g

g

gram oxy = g h p ch t – g cacbon – g hydro

= 1.000 – 0.4003 – 0.0672 = 0.5325 g

= 0.5325 g

S mol Oxy = 1 0.03328 O

16.00

mol

mol

g =

tìm c t s t i gi n b ng cách chia các s mol cho s mol có giá tr th p nh t c a các mol, trong ví d này s mol c a cacbon là th p nh t

0.03333

= = ; Hydro 0.0666 2.00

Làm tròn các giá tr tìm c ho c rút g n phân s áp d ng vào công th c nên ta tìm

c công th c kinh nghi m là CH2O

B Công th c phân t

tìm c công th c phân t , tr c h t ph i xác nh c công th c kinh nghi m( trong SGK g i là công th c chung, ây chúng tôi ã dùng cái tên công th c kinh nghi m).Thì

nh ng thông tin v kh i l ng mol ( kh i l ng mol là kh i l ng c a 1 mol ch t kh o sát)

là r t c n thi t cho vi c gi i nh ng d ng toán này

có c công th c phân t t công th c kinh nghi m, tr c h t ph i xác nh c chính xác kh i l ng mol d a vào công th c kinh nghi m Sau ó chia kh i l ng mol th c

ã cho) cho kh i l ng mol chính xác, và làm tròn các s Nhân m i h s c a m i nguyên t trong công th c kinh nghi m cho s tìm c b ng cách này thu c công

th c phân t

Ví d 3

Kh i l ng mol c a ch t trongVí d 2 là 120 g/mol Tìm công th c phân t c a nó

i gi i:

ví d 2 ta có:công th c kinh nghi m c a h p ch t là CH2O kh i l ng mol chính xác

a nó là:

Kh i l ng mol chính xác = 12.01 + 2(1.008) + 16.00 = 30.03 g/mol

s = 120 30.03 = 3.996≈ 4 Công th c phân t = 4(CH2O) = C4H8O4

Ví d 4:

Tìm công th c phân t c a m t ch t ch a C, H, O n u nó có kh i l ng mol là 234 g/mol

và t cháy 0.360 g ch t này thu c 0.406 g CO2 và 0.250 g H2O

i gi i:

Tr c h t xác nh kh i l ng và s mol c a cacbon, hydro t CO2 và H2O

S mol cacbon = 0.406 g CO2

1 44.01

mol g

2

mol mol = 0.00922 mol C

Kh i l ng cacbon = 0.00922 mol Cx 12.01

1

g mol = 0.111 g C

S mol hydro = 0.250 g H2Ox 1.008

1

g

0.0278 mol

mol

Kh i l ng Hydro = 0.0278 mol Hx 1.008

0.270 1

g

g

Kh i l ng c a oxy c xác nh t kh i l ng c a ch t g c ban u

gam oxy = S gam ch t g c – s gam cacbon – s gam hydro

=0.360 – 0.111 – 0.0279

= 0.221 g O mol c a oxy c xác nh t kh i l ng c a oxy:

S mol oxy = 0.221 g Ox 1

0.0138 16.00

mol

Xác nh công th c kinh nghi m b ng vi c chia các s mol tìm c cho s mol có giá tr

nh nh t, ó là s mol c a cacbon:

0.00922

0.00922

0.00922

Làm tròn các s tìm c ho c các phân s t i gi n Ta tìm c t l c a C:H:O là 1:3:1 ½

H s c a các nguyên t trong công th c phân t ph i là s nguyên nên ta nhân t l tìm

c v i m u s c a phân s Ta có t l sau 2:6:3 và công th c phân t s là C2H6O3

Bài toán cho kh i l ng mol th c c a ch t là 234 g/mol

Kh i l ng mol chính xác là = 2(12.01) + 6(1.008) + 3(16.00) = 78.07 g/mol

s = 234 78.07 = 2.997≈ 3 Nhân công th c kinh nghi m tìm c v i 3 ta s có cong th c phân t c n tìm c a ch t ã cho làC6H18O9