10 класс. Химия. Качественный и количественный состав органических веществ. Решение задач на определение состава органических веществ

Комментарии преподавателя

Суть анализа органических соединений основана на общем свойстве: все органические соединения горят и, сгорая, образуют углекислый газ, воду и некоторые другие продукты.

Рис. 1. Прибор для органического анализа

Суть анализа проста: надо взять известную массу органического соединения, сжечь его и определить, сколько получилось продуктов сгорания. Затем перейти к решению задачи на вывод формулы органического соединения. Прибор для органического анализа состоит из устройства для сжигания в воздухе обогащенным кислородом и системы ловушек для поглощения основных продуктов сгорания. Современные приборы действуют на том же самом принципе, хотя их чувствительность и скорость несравнимы с приборами Дюма и Либиха. Приборы, выпускаемые сейчас, позволяют взять для анализа буквально десятые доли милиграмма. При этом анализ выполняется очень быстро.

Задача № 1

Условие задачи. При сжигании в избытке кислорода 0,22 г пропана, получено 0,66 г углекислого газа и 0,36 г воды. Определите состав газа.

Решение.

Согласно данным условия задачи, имеется только углекислый газ и вода, следовательно, в исходное вещество могут входить углерод, водород и кислород.

1. Напишем уравнение реакции в общем виде:

CxHyOz + O2 → xCO2 + y/2 H2O

2. Определим количества веществ углекислого газа и воды:

n = ; n(CO2) =  = 0,015 моль.n(H2O) =  = 0,02 моль.

3. Исходная проба 0,22 г пропана дает:

m(C) = 12 г/моль 0,015 моль = 0,18 г

m(H) = 1 г/моль·0,04 моль = 0,04 г

Сумма равна 0,18 г + 0,04 г = 0,22 г, что равно исходной массе пропана.

Вывод: Исходное вещество содержало только углерод и водород и не содержало кислорода.

Соотношение 0,015/0,04 = 3/8, следовательно, формула пропана С3Н8.

Простейшая формула газа: С3Н8.

4. Соответствует ли простейшая формула истинной формуле? Да, соответствует, потому что углеводорода С6Н16 не существует.

Ответ: Состав газа С3Н8.

Задача №2

Условие задачи. При сжигании 0,62 г этиленгликоля получено 0,88 г углекислого газа и 0,54 г воды. Определите состав этого вещества, если плотность его по воздуху равна 2,14.

Решение.

Согласно данным условия задачи, получается только углекислый газ и вода, следовательно, в исходное вещество могут входить углерод, водород и кислород.

1. Напишем уравнение реакции в общем виде:

CxHyOz + O2 → xCO2 + y/2 H2O

2. Определим количества веществ углекислого газа и воды:

n = ; n(CO2) =  = 0,02 моль ; n(H2O) =  = 0,03 моль.

3. Исходная проба дает:

 m(C) = 12 г/моль ·0,02 моль = 0,24 г

m(H) = 1 г/моль ·0,06 моль = 0,06 г

В сумме 0,24 г+ 0,06 г =0,30 г, что существенно меньше сгоревшей массы этиленгликоля. Отсюда вывод, что в исходном веществе кроме углерода и водорода мог содержаться кислород.

4. Определяем массу кислорода и количество вещества.

m (O) = 0,62 – 0,30 = 0,32 г; n (O) =  = 0,02 моль.

5. Находим соотношение атомов в сгоревшем веществе:

С: Н: О = 0,02: 0,06: 0,02 = 1:3:1.

6. Простейшая формула имеет состав СН3О. М (СН3О) = 31 г/моль.

7. Используя плотность по воздуху из условия задачи, находим молярную массу сгоревшего вещества, ; Мвоздух = 29 г/моль; М вещества = 29 г/моль 2,14 = 62,06 г. Это соответствует удвоенной его простейшей формуле.

Отсюда следует, что формула этиленгликоля: С2Н6О2.

Ответ: Формула этиленгликоля: С2Н6О2.

ИСТОЧНИКИ

источник видео - http://www.youtube.com/watch?t=4&v=dv5g00qCUJY

источник презентации -http://ppt4web.ru/khimija/teorija-stroenija-organicheskikh-soedinenijj.html

Файлы

Нет дополнительных материалов для этого занятия.