Завдання для самостійної роботи.

1. Назвіть алкани.

а) СН₂ - СН₂ - СН - СН - СН₂ СН₃

•    

СН₃ СН₃ СН₃ СН₃ б) СН₃ - С - СН - СН - СН₃

  

СН₃СН₂ СН₃



СН₃ СН₃СН₃ СН₃

  

в) СН₃ - СН₂ - С - С - С - СН₂ - СН₃

  

СН₃C₂Н₅С₂Н₅

2. Напишіть структурні формули сполук за їх назвами:

а) 3,3-диетилгептан; в) 2-метил-4-ізопропілнонан;

б) 2-метилгексан; г) 1,4-диметилциклогексан.

3. Визначте скільки ізомерів має гептан. Напишіть їх структурні формули та назвіть за замісниковою номенклатурою.

Практичне заняття № 4

Тема: Розв’язування задач на встановлення молекулярної формули органічних речовин.

Мета: Навчитися знаходити молекулярну формулу газоподібних речовин за масовою часткою елементів та на основі відносної густини за іншим газом.

Методичні вказівки.

Маса кожного хімічного елемента у складі речовини може бути виражена в частках від одиниці або у відсотках. Отже, за формулою можна знайти масову частку елемента в речовині.

Масова частка елемента - це відношення його маси до маси речовини, до складу якої він входить (позначається , читається дубль-ве):

 =

Розглянемо приклад.

Треба визначити масову частку заліза в оксиді заліза (ІІІ), який входить до складу руди.

М (Fe₂O₃) = 56  2 + 16  3 = 160 г/моль

 (Fe) = = 0,7 або 70%.

Отже, у складі оксиду заліза (ІІІ) Fe₂O₃ масова частка заліза становить 0,7 або 70%.

За законом Авогадро однакові об'єми газів (н.у.) містять однакове число молекул. Звідси виходить, що маси однакових об'ємів двох газів повинні відноситись одна до одної, як їхні молекулярні маси або як чисельно такі самі молярні маси:

де m₁, m₂ - маси першого і другого газів;

М₁, М₂ - молярні (або молекулярні) маси першого і другого газів.

Відношення маси певного газу до маси такого самого об'єму іншого газу, взятих за однакових температур і тиску, називають відносною густиною першого газу за другим (позначається D).

D =

Задача 1 Масова частка карбону в молекулі вуглеводню дорівнює 85,7%. Густина речовини за повітрям 1,45. Визначіть молекулярну формулу речовини.

І спосіб розв'язування:

1. Приймемо масу речовини за 100 г:

m (C) = 85,7 г. m (H) = 14,3 г.

2. Знайдемо кількість речовини карбону і гідрогену, які містяться в цій масі:

М = ; = ; (C) :  (H) = = 7,14 : 14,3 = 1 : 2;

CH₂ - емпірична формула.

3. Знайдемо молярну масу вуглеводню:

D_пов = , М (С_хН_у) = D_пов  29 = 42 г/моль.

4. Визначимо молекулярну формулу речовини, порівнюючи її з емпіричною формулою:

(СН₂)_n = 42; 14n = 42; n = 3

(СН₂)₃  C₃H₆

Відповідь: молекулярна формула речовини - C₃H₆

ІІ спосіб розв'язування:

1. Знайдемо молярну масу вуглеводню:

М (С_хН_у) = 1,45  29 = 42 г/моль.

2. Розрахуємо, яка маса карбону міститься в молекулі:

m (C) = 42  0,857 = 36;  (C) = 36 /12 = 3 атоми.

3. Розрахуємо, яка маса гідрогену міститься в молекулі:

m (H) = 42  0,143 = 6, або 42 - 36 = 6,  (H) = 6 атомів.

Відповідь: молекулярна формула речовини - C₃H₆

Задача 2. При згорянні 4,2 г речовини утворюється 13,2 г оксиду карбону (ІV) і 5,4 г води. Густина пари цієї речовини за повітрям (н.у.) становить 2,9. Виведіть молекулярну формулу речовини.

І спосіб розв'язування

1. За формулою D_пов = , визначимо молярну масу невідомої речовини:

М = D_пов  29; М = 2,9  29 = 84 г/моль.

2. Розрахуємо кількість речовин газу, що прореагувала, а також кількість речовини оксиду карбону (ІV) та води, що утворилися в результаті реакції:

 (С_хН_у) = = 0,05 моль,

 (СО₂) = = 0,3 моль, (Н₂О) = = 0,3 моль.

3. На підставі рівняння реакції горіння невідомої речовини (С_хН_у) та відношення кількості речовини знаходимо молекулярну формулу речовини:

_{0,05 0,3 моль 0,3 моль}

(С_хН_у) + О₂  СО₂ + Н₂О

^{1 моль 6 моль 6 моль}

(С_хН_у) + О₂  6СО₂ + 6Н₂О

х = 6; у = 12; С₆Н₁₂ - найпростіша формула.

4. Визначимо, чи був у молекулі оксиген:

М(С₆Н₁₂) = 84 г/моль - оксигену немає.

Відповідь: молекулярна формула речовини - C₆H₁₂

ІІ спосіб розв'язання

1. Розрахуємо кількість карбону і гідрогену, що містяться відповідно у 13,2 г оксиду карбону (ІV) і 5,4 г води:

18 г Н₂О - міститься 2 г Н, 44 г СО₂ - міститься 12 г С,

5,4 г Н₂О - міститься у г Н, 13,2 г СО₂ - міститься х г С,

у = = 0,6 гх = = 3,6 г.

2. Перевіримо наявність оксигену:

m (O) = 4,2 - (3,6 + 0,6) = 0 - оксигену немає.

3. Найпростіша формула має вигляд С_хН_у:

 (C) :  (H) = : 0,6 = 0,3 : 0,6 = 1 : 2;

СН₂ - емпірична формула.

4. Визначимо молекулярну формулу речовини, порівнюючи її з емпіричною формулою:

(СН₂)  n = 84; 14n = 84; n = 6

(СН₂)₆  С₆Н₁₂.

Відповідь: молекулярна формула С₆Н₁₂.

Задача 3. При спалюванні 5,6 л газу добуто 5,6 л оксиду карбону (ІV) і 4,5 г води. Густина газу за воднем становить 15 (н.у). Знайдіть молекулярну формулу речовини.

Розв’язання.

1. Розрахуемо молярну масу газу:

М = D  М (Н₂) = 15  2 = 30 г/моль.

2. Визначимо кількість речовини газу, що прореагувала, а також кількість речовини оксиду карбону (ІV) та води, що утворилися в результаті реакції:

_(газу) :  (СО₂) :  (Н₂О) = ::= 0,25: 0,25 : 0,25 = 1 : 1: 1.

3. Знаходимо найпростішу молекулярну формулу речовини:

_{1 моль 1 моль 1 моль}

(С_хН_уО_z) + О₂  СО₂ + Н₂О;

х = 1, у = 2;

4. Визначимо кількість атомів оксигену:

М (СН₂) = 14,

m (О) = 30 - 14 = 16 - речовина містить 1 атом оксигену.

Відповідь: молекулярна формула речовини - СН₂О.