Розв’язування задач на встановлення формул органічних сполук-6

VІ. Виведення молекулярної формули за рівнянням стану ідеальних газів

Приклад

У сталеву посудину, місткість якої 2,75л, помістили 1,32г насиченого одноатомного спирту. Потім туди ввели 3,36л кисню (н. у.). Після підпалювання спирт повністю згорів, при цьому тиск у посудині за температурою 227ºС становив 306 кПа. Визначте формулу спирту.

Дано: Розв'язування:

V_посуду = 2,75л 1) За рівнянням Менделєєва-Клапейрона:

m(C_nH_2n+1OH) = 1,32г

V(O₂) = 3,36л Виводимо формулу для визначення кількості речовини суміші

T = 227ºС продуктів згорання:

P =306 кПа , Т = 227 + 273 = 500 К;

C_nH_2n+1OH - ?

2) За Законом збереження мас речовин Ломоносова, знаходимо масу кисню витраченого для спалювання насиченого одноатомного спирту:

3) Маса вихідних речовин:

Маса продуктів реакції:

Приймаємо υ(СО₂) = х,

υ(Н₂О) = 0,2025-х

Складаємо математичне рівняння за законом збереження мас речовин:

6,12 = 44х + (0,2025-х)18

6,12 = 44х + 3,645 – 18х

2,475 = 26х

х = 0,095

Отже, υ(СО₂) =0,095 моль, υ(Н₂О) = 0,1075 моль

4) Складаємо рівняння реакції горіння насиченого одноатомного спирту:

C_nH_2n+1OH + О₂ → 5СО₂ + 6Н₂О

За співвідношенням υ(СО₂) : υ(Н₂О) = 0,095:0,1075 = 5:6

В сполуці спирту 5 атомів Карбону і 12 атомів Гідрогену.

Отже формула насиченого одноатомного спирту С₅Н₁₁ОН

Відповідь: С₅Н₁₁ОН – пентанол (аміловий спирт)

Задачі для самоконтролю

1. Вуглеводень масою 10,2 г займає об’єм 6,20 л за тиску 0,92 атм і температури 27˚С. Назвіть цей вуглеводень. (пропан)

2. Невідомий насичений альдегід кількості речовин 0,01 моль спалили в закритій посудині, об’ємом якої 3 л, в атмосфері кисню, який за нормальних умов займає об’єм 5,6 л. Після повного спалювання альдегіду температура в посудині становила 200°С, тиск піднявся до 360,31 кПа. Визначте формулу альдегіду.(С₄Н₈О)

3. Зразок речовини, маса якої 2,88 г, у реакції з надлишком натрію утворив 289 мл водню за температури 298К і тиску 101,3 кПа. Під час спалювання 54 мг вихідної речовини одержали 99 мг карбон (VI) оксиду і 27 мл вод. Повністю випарувавшись 1,8 г речовини, одержали її пари, об’єм яких за температури 473 і тиску 101,3 кПа становив 0,97 л. Визначіть формулу вихідної сполуки. (С₂Н₃СООН – акрилова кислота).