Phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ môn Hóa học 9

PHƯƠNG PHÁP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

Để giải dạng bài này, đầu tiên ta cần xác định hợp chất hữu cơ cần tìm có những nguyên tố gì, sau đó tùy theo đề bài để giải bài toán.

Giả thiết bài toán:

Đốt cháy a (gam) hợp chất hữu cơ A thu được m (g) CO₂, m (g) H₂O và m (g) N₂ (nếu có). Tính M khối lượng mol của A (m_A) yêu cầu lập công thức phân tử của A.

Các bước lập công thức phân tử:

Bước 1: Định lượng các nguyên tố trong A.

- Tìm C: Dựa vào CO₂

\({m_C} = \frac{{12.{m_{C{O_2}}}}}{{44}} = \frac{{3.{m_{C{O_2}}}}}{{11}}\,hay\,{m_C} = {n_{C{O_2}}}.12\)

- Tìm H: Dựa vào H₂O.

\({m_H} = \frac{{2.{m_{{H_2}O}}}}{{18}} = \frac{{{m_{{H_2}O}}}}{9}\,hay\,{m_H} = {n_{{H_2}O}}.2\)

- Tìm N: Dựa vào N₂.

m_N = m_N2 hoặc m_N = n_N2.28

- Tìm O: Dùng phương pháp loại suy.

m_O = a - (m_C + m_H + m_N)

Bước 2: Tính khối lượng phân tử gần đúng của hợp chất hữu cơ.

- Dựa vào tỉ khối hơi:

\({d_{A/B}} = \frac{{{M_A}}}{{{M_B}}} \to {m_A} = {d_{A/B}}.{M_B}\)

Nếu B là không khí thì M_B = 29.

- Dựa vào số mol và khối lượng:

\({M_A} = \frac{{{m_A}}}{{{n_A}}}\)

Bước 3: Lập công thức phân tử của A.

- Ở bước này, ta có 3 cách để lập công thức phân tử của A.

    ● Cách 1: Dựa vào thành phần khối lượng của các nguyên tố trong phân tử hợp chất hữu cơ. Đối với cách này thường phổ biến đối với bài toán cơ bản cho trước M_A.

Ta có công thức tổng quát C_xH_yO_zN_t.

\(\frac{{12{\text{x}}}}{{{m_C}}} = \frac{y}{{{m_H}}} = \frac{{16z}}{{{m_O}}} = \frac{{14t}}{{{m_O}}} = \frac{{{M_A}}}{{{m_A}}}\)

Hoặc nếu bài toán cho phần trăm khối lượng của các %C ta có công thức:

\(\frac{{12{\text{x}}}}{{\% C}} = \frac{y}{{\% H}} = \frac{{16z}}{{\% O}} = \frac{{14t}}{{\% N}} = \frac{{{M_A}}}{{100}}\)

Thay các giá trị đã biết vào công tác thức trên suy ra các giá trị x, y, z, t, sau đó thay vào CTTQ ta được công thức phân tử cần lập.

    ● Cách 2: Lập công thức phân tử qua công thức thực nghiệm. Đối với cách này thường dùng để giải các bài toán mà yêu cầu lập công thức nguyên hay bài toán cho thiếu giả thiết để tính M_A.

Trước tiên ta lập tỷ lệ số nguyên tử giữa các nguyên tố

\(\begin{gathered} C:H:O:N = \frac{{{m_C}}}{{12}}:\frac{{{m_H}}}{1}:\frac{{{m_O}}}{{16}}:\frac{{{m_N}}}{{14}} \hfill \\ C:H:O:N = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}:\frac{{\% N}}{{14}} \hfill \\ \end{gathered} \)

= a : b : c : d (là tỉ lệ số nguyên, tối giản)

Suy ra công thức thực nghiệm (C_aH_bO_cN_d)_n.

Trong đó n ≥ 1 (là số nguyên): gọi là hệ số thực nghiệm.

Dựa vào M_A hoặc giả thiết của đề cho suy ra n, thay vào công thức thực nghiệm suy ra công thức phân tử cần lập.

    ● Cách 3: Dựa vào phương trình cháy.

Giáo viên hướng dẫn cho học sinh phương trình cháy tổng quát nhất và cách điền số vào phương trình.

\(\begin{gathered} {C_x}{H_y}{O_z}{N_t} + (x + \frac{y}{2} - \frac{z}{2}){O_2}\xrightarrow{{{t^o}}}xC{O_2} + \frac{y}{2}{H_2}O + \frac{t}{2}{N_2} \hfill \\ {M_A}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,44{\text{x}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,9y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,14t \hfill \\ a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{m_{C{O_2}}}\,\,\,\,\,\,\,{m_{{H_2}O}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,{m_{{N_2}}}\,\,\, \to x,\,y,\,t \hfill \\ \end{gathered} \)

Sau đó dựa vào M_A = 12x + y + 16z + 14t → Z

Bài 1: Phân tử hợp chất hữu cơ A có 2 nguyên tố. Đốt cháy hoàn toàn 3 gam chất A thu được 5,4 gam nước. Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết khối lượng mol của A là 30 gam.

Hướng dẫn:

Cách 1

Hợp chất hữu có A có 2 nguyên tố, khi đốt cháy thu được nước

→ A chứa 2 nguyên tố C và H

n_H2O = 5,4/18 = 0,3 mol

→ n_H = 2. 0,3 = 0,6 mol → m_H = 0,6 gam

→ m_C = 3 - 0,6 = 2,4 gam → n_C = 2,4/12= 0,2 mol

→ n_C : n_H = 0,2 : 0,6 = 1 : 3

→ Công thức đơn giản nhất của A là (CH₃)_n

Mà M_A = 30 → 15n = 30 → n = 2

→ CTPT của A là C₂H₆

---(Để xem nội dung đầy đủ của tài liệu các em vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ môn Hóa học 9. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Ngoài ra các em học sinh có thể tham khảo các tài liệu cùng chuyên mục:

• Dạng bài tập gọi tên các hợp chất hữu cơ môn Hóa học 9
• Phương pháp viết công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ môn Hóa học 9

Chúc các em học tốt!