I. Определение простейшей химической формулы вещества по известным массовым долям элемента.

Ar – относительная атомная масса элемента (А) и (В).

Mr (A_x B_y) – относительная молекулярная масса вещества A_x B_y

ω – массовая доля элемента (компонента) в системе.

 

Расчетные формулы для определения индексов в химической формуле вещества, например для вещества Ax By:

Отношение x: y равно:

Формула для вычисления Mr(в-ва): Mr(в-ва) = D(газа) · Mr(газа)

Расчетные формулы для определения массы химического элемента m(Э) в пропорции вещества:

m (Э) = m (в-ва) · ω(Э);

 

где m (в-ва) – масса вещества;

ω(Э) – массовая доля элемента в веществе.

Выше записанные формулы являются основными при решении задач на определение химической формулы вещества.

 

Задача 1.

При взаимодействии первичного одноатомного спирта, содержащего 60% углерода и 13,3% водорода, с органической кислотой образовалось вещество, плотность паров которого по водороду равна 58. Определите молекулярную формулу каждого из веществ, участвующих в реакции и дайте им названия.

Решение:

1. Вычисляем массовую долю кислорода в спирте:

ω(О) = 100% - (60%+13,3%)=26,7%

Определяем соотношение атомов в формуле спирта:

Формула спирта C_xH_yO_z

2. Определяем формулу спирта: C₃H₇OH – пропанол 1

3. Находим молярную массу эфира M = 58 · 2 = 116 г/моль

4. Определяем формулу и даем название кислоты.

Т.к. общая формула сложного эфира R – COOC₃H₇, то M(R) = 116 – (COOC₃H₇) = 116 – 87=29 г/моль; значит R – C₂H₅, что соответствует пропановой кислоте – C₂H₅COOH.

5. Определяем формулу и название сложного эфира C₂H₅COOС₃H₇ – пропилпропионат (или пропиловый эфир пропановой кислоты)

 

Задачи № 2 – 7 решаются, как и задача № 1.

Задача 2.

При взаимодействии одноатомного спирта, содержащего 52,17% углерода и 13,04% водорода, с органической кислотой, образуется вещество, плотность паров которого по водороду равна 51. Определите молекулярную формулу каждого вещества, участвующего в реакции, и дайте им название.

 

Задача3.

При взаимодействии одноатомного спирта, содержащего 37,5% углерода, 12,5% водорода, с органической кислотой образуется вещество, плотность паров которого по водороду равна 37. Определите молекулярную формулу каждого вещества, участвующего в реакции, и дайте им название.

 

Задача 4.

При взаимодействии одноатомного спирта, содержащего 34,79% (О), 13,04% (Н), с органической кислотой, имеющей неразветвленное строение, образовалось вещество, плотность паров которого по водороду равна 58. Определите молекулярную формулу каждого из веществ, участвующих в реакции, дайте им название.

 

Задача 5.

При взаимодействии одноатомного спирта, содержащего 37,5% углерода, 50% кислорода, с органической кислотой образуется вещество, плотность паров которого по аргону равна 2,15. Определите молекулярную формулу каждого из веществ, участвующих в реакции и дайте им название.

 

Задача 6.

Путресцин содержит 54,5% (С), 13,6% (Н), остальное приходится на азот. Плотность его паров по водороду равна 44. Установите молекулярную формулу путресцина. Приведите его структурную формулу, учитывая что молекула имеет неразветвленный углеродистый скелет, а атомы азота максимально удалены друг от друга. Приведите название путресцина по систематической номенклатуре.

Ответ: H₂N – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – NH₂ – 1,4 – диаминобутан

 

Задача 7.

Одно из важнейших химических соединений реагентов, относящихся к классу диаминов, содержит 40% (С), 46,7% (N), остальное – водород. Установите молекулярную формулу этого органического соединения, приведите его структурную формулу и химическое название.

Ответ: H₂N – CH₂ – CH₂ – NH₂ – 1,2 – диаминоэтан (тривиальное название – этилендиамин)

 

Задача 8.

Установите формулу неорганического соединения, содержащего 20% магния, 53,3% кислорода и 26,67% некоторого элемента. Укажите название этого соединения и класс, к которому оно относится.

Решение: Mg_xЭ_yO_z

1.
Находим соотношение Mg и O:

2. Общая формула вещества MgЭ_yO₄

3.
Рассчитываем молярную массу соединения, взяв за основу массовую долю магния или кислорода.

M(MgЭ_yO₄) = 120 г/моль

4. Определяем атомную массу неизвестного элемента: 120- (24+Э+64)=32 г/моль или 0,2667 = Ar(Э)/ 120; Ar(Э) = 32 г/моль => элемент (Э) – сера (S)

5. Формула соединения: MgSO₄ – сульфат магния, соль.

 

Задачи 9 и 10 решаются как задача 8.

Задача 9.

Установите формулу неорганического соединения, содержащего 36,51% натрия, 38,09% кислорода и 25,40% некоторого элемента. Укажите название этого соединения и класс к которому оно относится.

Ответ: Na₂SO₃ – сульфит натрия, соль.

 

Задача 10.

Установите формулу неорганического соединения, содержащего 25,4% серы, 38,1% кислорода и 36,5% некоторого элемента. Укажите название этого соединения и класс, к которому оно относится.

Ответ: Na₂SO₃ – сульфит натрия, соль.