IV. Вывод формул органических веществ по общим формулам.

Органические вещества образуют гомологические ряды, которые имеют общие формулы.

 Это позволяет:

 · выражать молярную массу через число n M(CnH2n + 2) = 12 ∙ n + 1

 ∙ (2n +2) = 14n + 2; · приравнивать молярную массу, выраженную через n, к истинной молярной массе и находить n

 · составлять уравнения реакций в общем виде и производить по ним вычисления.

При решении таких задач нужно знать и использовать общие формулы гомологических рядов:

1. алканы – СnH2n + 2

2. алкены и циклоалканы – CnH2n

3. алкины и алкадиены – CnH2n – 2

4. арены – CnH2n – 6

5. моногалогеналканы – CnH2n + 1Г

6. дигалогеналканы – CnH2nГ2

7. фенолы – CnH2n – 7OH

8. предельные одноатомные спирты – CnH2n + 1OH, R – COH

9. альдегиды – CnH2n + 1 COH, R – COH

10. предельные карбоновые кислоты – CnH2n + 1COOH, R – COOH

11. сложные эфиры – R1 – COOR2

12. первичные амины – CnH2n + 1NH2, R – NH2 вторичные амины – R1 – NH – R2 третичные амины – R1 – N – R2 R3

14. аминокислоты – CnH2n(NH2)COOH Рассмотрим возможные варианты задач на вывод формул органических веществ по общим формулам.

 

1. Вывод формул по известной массовой доле элемента в веществе.

Порядок решения:

1. Написать общую формулу и выразить молекулярную массу вещества через число n;

2. Подставить данные в формулу ω(Эл) = Аr (Эл) ∙ индекс / Мr;

3. Решить уравнение с одним неизвестным, найти число n.

 

Задача № 1. Определить формулу аминокислоты, если известно, что она содержит 15,73 % азота.

Дано: Решение: ω(N) = 15,73 % 1. Oбщая формула аминокислот: CnH2n(NH2)COOH М.Ф. = ? 2. Выразим через n молекулярную массу: Мr(CnH2n(NH2)COOH) = 12n + 2n + 16 + 45 = 14n + 61. 3. Подставим данные в формулу: 0,1573 = 14 ∙ 1 / 14n + 61. 2,2022n + 9,5953 = 14. 2,2022n = 4,4047 n = 2 Ответ: C2H4(NH2)COOH.

 

Задача № 2. Массовая доля водорода в алкане составляет 0,1579. Найти формулу алкана. Ответ: С8Н18.

Задача № 3. Массовая доля углерода в алкине 87,8 %. Определить формулу алкина. Ответ: С6Н10.

Задача № 4. Массовая доля кислорода в аминокислоте равна 35,95 %. Найти молекулярную формулу аминокислот. Ответ: C2H4(NH2)COOH.

Задача № 5. Массовая доля хлора в монохлоралкане равна 55,04 %. Найти формулу моно - хлоралкана. Ответ: C2H5Cl.

 

2. Вывод формул по известным данным для нахождения истинной молярной массы (плотности, относительной плотности, массе и объёму).

1. Найти истинную молярную массу по формулам: r = m / V М = r ∙ Vm М = D2 ∙ M2

2. Выразить молярную массу через n и приравнять её к истинной.

3. Решить уравнение с одним неизвестным, найти число n.

 

Задача № 1. Пары одного из монобромалканов в 68,5 раз тяжелее водорода. Найти формулу монобромалкана.

Дано: DH2 = 68,5 Решение: 1. Общая формула монобромалканов – CnH2n+1Br; М.Ф. = ? 2. Найдём истинную молярную массу: M = DH2 ∙ 2 = 68,5 ∙ 2 = 137 (г/моль); 3. Выразим М через n: M(CnH2n + 1Br) = 12n + 2n + 1 + 80 = 14n + 81 Приравняем: 14n + 81 = 137 14n = 56 n = 4 Ответ: С4H9Br.

Задача № 2. Плотность газообразного алкина равна 2,41 г/л. Найти его молекулярную формулу. Ответ: С7Н12.

Задача № 3. Относительная плотность паров альдегида по воздуху равна 1,517. Найти его молекулярную формулу. Ответ: СН3СОН.

Задача № 4. Относительная плотность паров первичного амина по кислороду – 2,719. Определить его молекулярную формулу. Ответ: C5H11NH2.

Задача № 5. Найти молекулярную формулу алкина, если 5,6 л его имеют массу 10 г. Ответ: С3Н4.