किसी पदार्थ का आणविक सूत्र ज्ञात करने के लिए गणना समस्याओं को हल करना। किसी कार्बनिक यौगिक का आणविक सूत्र कैसे निर्धारित करें

रसायन विज्ञान में एकीकृत राज्य परीक्षा से कार्य 35 के लिए सिद्धांत

किसी पदार्थ का आणविक सूत्र ज्ञात करना

तत्वों के द्रव्यमान अंशों से किसी पदार्थ का रासायनिक सूत्र ज्ञात करना

किसी तत्व का द्रव्यमान अंश उसके द्रव्यमान और उस पदार्थ के कुल द्रव्यमान का अनुपात है जिसमें वह शामिल है:

$W=(m(तत्व))/(m(तत्व))$

किसी तत्व का द्रव्यमान अंश ($W$) एक इकाई के अंशों या प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।

समस्या 1. पदार्थ की मौलिक संरचना इस प्रकार है: लोहे का द्रव्यमान अंश $72.41%$ है, ऑक्सीजन का द्रव्यमान अंश $27.59%$ है। रासायनिक सूत्र व्युत्पन्न करें.

दिया गया:

$W(Fe)=72.41%=0.7241$

$W(O)=27.59%=0.2759$

समाधान:

1. गणना के लिए, ऑक्साइड $m$(ऑक्साइड)$=100$ g का द्रव्यमान चुनें, फिर लोहे और ऑक्सीजन का द्रव्यमान इस प्रकार होगा:

$m(Fe)=m_(ऑक्साइड)·W(Fe); m(Fe)=100·0.7241=72.41$ ग्राम।

$m(O)=m_(ऑक्साइड)·W(O); m(O)=100·0.2759=$27.59 ग्राम।

2. लौह और ऑक्सीजन पदार्थों की मात्रा क्रमशः बराबर होती है:

$ν(Fe)=(m(Fe))/(M(Fe));ν(Fe)=(72.41)/(56)=1.29.$

$ν(O)=(m(O))/(M(O));ν(O)=(27.59)/(16)=1.72.$

3. लौह और ऑक्सीजन पदार्थों की मात्रा का अनुपात ज्ञात कीजिए:

$ν(Fe) : ν(O)=1.29: 1.72.$

हम छोटी संख्या $1 (1.29=1)$ लेते हैं और पाते हैं:

$Fe: O=1: 1.33$।

4. चूँकि सूत्र में परमाणुओं की पूर्णांक संख्या होनी चाहिए, हम इस अनुपात को पूर्णांकों में घटा देते हैं:

$Fe: O=1: 1.33=2: 2.66=3·3.99=3: 4$।

5. प्राप्त संख्याओं को प्रतिस्थापित करें और ऑक्साइड सूत्र प्राप्त करें:

$Fe: O=3: 4$, यानी पदार्थ का सूत्र $Fe_3O_4$ है।

उत्तर: $Fe_3O_4$.

तत्वों के द्रव्यमान अंशों से किसी पदार्थ का रासायनिक सूत्र ज्ञात करना, यदि गैसीय अवस्था में किसी दिए गए पदार्थ का घनत्व या सापेक्ष घनत्व दर्शाया गया हो

समस्या 2. हाइड्रोकार्बन में कार्बन का द्रव्यमान अंश $80%$ है। हाइड्रोजन के संबंध में हाइड्रोकार्बन का सापेक्ष घनत्व $15$ है।

दिया गया:

समाधान:

1. आइए पदार्थ के सूत्र को $C_(x)H_(y)$ के रूप में निरूपित करें।

2. इस यौगिक के $100$ g में कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं के मोलों की संख्या ज्ञात कीजिए:

$x=n(सी); y=ν(H).$

$ν(C)=(m(C))/(M(C))=(80)/(12)=6.6;ν(H)=(m(H))/(M(H))=( 20)/(1)=20.$

1 रास्ता.

3. परमाणुओं के बीच संबंध:

$x: y=6.6: 20=1: 3$, या $2: 6$।

पदार्थ का सबसे सरल सूत्र $CH_3$ है।

4. किसी हाइड्रोकार्बन का आणविक भार उसके वाष्प के सापेक्ष घनत्व से निर्धारित करें।

$M_r$(पदार्थ)$=2D(H_2)=32D(O_2)=29D$(वायु)।

$M_x=2D(H_2)=2·15=30$ g/mol.

5. सरलतम सूत्र का उपयोग करके हाइड्रोकार्बन के सापेक्ष आणविक भार की गणना करें:

$M_r(CH_3)=A_r(C)+3A_r(H)=12+3=15$.

6. $M_x$ और $M_r$ के मान मेल नहीं खाते, $M_r=(1)/(2)M_x$, इसलिए, हाइड्रोकार्बन सूत्र $C_2H_6$ है।

आइए जाँच करें: $M_r(C_2H_6)=2A_r(C)+6A_r(H)=2·12+6·1=30$.

उत्तर:हाइड्रोकार्बन $C_2H_6$ का आणविक सूत्र ईथेन है।

विधि 2.

3. परमाणुओं के बीच संबंध:

$(x)/(y)=(6.6)/(20);(x)/(y)=(1)/(3.03);y=3.03x.$

5. मोलर द्रव्यमान को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

$M_r(C_xH_y)=A_r(C)_x+A_r(H)_y; M_r(C_xH_y)=12x+y$ या $30=12x+1y$.

6. हम दो अज्ञातों के साथ दो समीकरणों की एक प्रणाली को हल करते हैं:

$\(\table\ y=3.03x; \12x+y=30;$ $12x+3.03x=30;x=2;y=6.$

उत्तर:सूत्र $C_2H_6$ ईथेन है।

प्रारंभिक पदार्थ और उसके दहन उत्पादों के बारे में डेटा के आधार पर किसी पदार्थ का रासायनिक सूत्र ढूँढना (रासायनिक प्रतिक्रिया के समीकरण का उपयोग करके)

समस्या 3. $1.97$ g/l के घनत्व वाले हाइड्रोकार्बन का आणविक सूत्र ज्ञात करें, यदि ऑक्सीजन में $4.4$ g के दहन से $6.72$ l कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) (n.s.) और $7.2$ g पानी उत्पन्न होता है .

दिया गया:

$m(C_xH_y)=4.4$ जी

$ρ(C_xH_y)=1.97$ g/l

$V(CO_2)=6.72$ एल

$m(H_2O)=7.2$ जी

समाधान:

1. आइए हाइड्रोकार्बन दहन समीकरण का एक आरेख लिखें

$(C_xH_y)↖(4.4g)+O_2→(CO_2)↖(6.72l)+(H_2O)↖(7.2g)$

2. दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें $C_xH_y·M=ρ·V_m$,

$M=1.97$ g/l$·22.4$ l/mol$=44$ g/mol.

सापेक्ष आणविक भार $M_r=44$।

3. पदार्थ की मात्रा निर्धारित करें:

$ν(C_xH_y)=(m)/(M)$ या $ν(C_xH_y)=(4.4)/(44)=0.1$ मोल।

4. मोलर आयतन के मान का उपयोग करके, हम पाते हैं:

$ν(CO_2)=(m)/(M)$ या $ν(H_2O)=(7.2)/(18)=0.4$ मोल।

6. इसलिए: $ν(C_xH_y) : ν(CO_2) : νH_2O=0.1$ mol $: 0.3$ mol $: 0.4$ mol या $1: 3: 4$, जो समीकरण में गुणांक के अनुरूप होना चाहिए और आपको अनुमति देता है कार्बन परमाणुओं और हाइड्रोजन की संख्या निर्धारित करने के लिए:

$C_xH_y+O_2→3CO+4H_2O$.

समीकरण का अंतिम रूप है:

$C_3H_8+5O_2→3CO_2+4H_2O$.

उत्तर:हाइड्रोकार्बन फॉर्मूला $C_3H_8$ - प्रोपेन।

कुछ समस्याओं में, मांगे जा रहे पदार्थ की मौलिक संरचना स्थिति के पाठ से स्पष्ट नहीं होती है। अक्सर यह कार्बनिक पदार्थों की दहन प्रतिक्रियाओं से संबंधित होता है। संरचनागत अनिश्चितता आमतौर पर जली हुई सामग्री में ऑक्सीजन की मौजूदगी की संभावना से जुड़ी होती है। ऐसी समस्याओं को हल करने के पहले चरण में, गणना द्वारा वांछित पदार्थ की तात्विक संरचना की पहचान करना आवश्यक है।

समस्या 2.11.
1.74 ग्राम कार्बनिक यौगिक को जलाने पर 5.58 ग्राम CO2 तथा H2O का मिश्रण प्राप्त हुआ। इस मिश्रण में CO2 तथा H2O पदार्थों की मात्रा बराबर निकली। किसी कार्बनिक यौगिक का आणविक सूत्र निर्धारित करें यदि ऑक्सीजन के संबंध में इसके वाष्प का सापेक्ष घनत्व 1.8125 है।
दिया गया:
कार्बनिक यौगिक का द्रव्यमान: m org v.va = 1.74 ग्राम;
समाधान के उत्पादों का कुल द्रव्यमान: एम(सीओ 2) + एम(एच 2 ओ) = 5.58 ग्राम;
समाधान के उत्पादों में पदार्थों की मात्रा का अनुपात: एन(सीओ 2)= एन(एच 2 ओ);
ऑक्सीजन के संबंध में प्रारंभिक पदार्थ का सापेक्ष वाष्प घनत्व: डी(ओ 2) = 1.8125।
खोजो:जले हुए यौगिक का आणविक सूत्र।
समाधान:
चरण 1. जले हुए कार्बनिक यौगिक का वर्ग इंगित नहीं किया गया है, इसलिए मौलिक संरचना का आकलन केवल प्रतिक्रिया उत्पादों द्वारा ही किया जा सकता है। जले हुए पदार्थ की संरचना में कार्बन और हाइड्रोजन स्पष्ट रूप से शामिल थे, क्योंकि ये तत्व दहन उत्पादों में मौजूद हैं, और केवल हवा से ऑक्सीजन ने प्रतिक्रिया में भाग लिया। इसके अलावा, सभी कार्बन और सभी हाइड्रोजन को मूल पदार्थ से पूरी तरह से सीओ 2 और एच 2 ओ में स्थानांतरित कर दिया गया था। शायद वांछित यौगिक की संरचना में ऑक्सीजन भी शामिल थी।
समस्या स्थितियों के डेटा का उपयोग करके ऑक्सीजन की उपस्थिति या अनुपस्थिति की स्थिति को स्पष्ट किया जा सकता है। हम जले हुए कार्बनिक यौगिक का द्रव्यमान और मात्रात्मक डेटा जानते हैं,
उत्पादों से संबंधित. जाहिर है, यदि CO2 से कार्बन और H2O से हाइड्रोजन का कुल द्रव्यमान मूल कार्बनिक पदार्थ के द्रव्यमान के बराबर हो जाता है, तो इसकी संरचना में ऑक्सीजन नहीं थी। अन्यथा, यदि

एम[(सी)(सीओ 2 में)] + एम[(एच)(एच 2 ओ में)] > एम ऑर्ग। इन-वा

ऑक्सीजन मूल पदार्थ का हिस्सा था, और इसका द्रव्यमान अंतर से निर्धारित होगा:

एम ऑर्ग. इन-वा - एम(सी)(सीओ 2 में) - एम(एच)(एच 2 ओ में) = एम(ओ)(मूल इन-वे में)।

आइए हम प्रतिक्रिया उत्पादों में कार्बन और हाइड्रोजन का द्रव्यमान निर्धारित करें और इसकी तुलना प्रारंभिक पदार्थ के द्रव्यमान से करें।
1. शर्त में प्रतिक्रिया उत्पादों के कुल द्रव्यमान के बारे में जानकारी शामिल है, और इसलिए, सबसे पहले, हमें प्रत्येक उत्पाद के द्रव्यमान को अलग से पहचानने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, आइए हम गठित कार्बन डाइऑक्साइड के पदार्थ की मात्रा को "मान" से निरूपित करें। ए" फिर, शर्त के अनुसार:

n(CO 2) = n(H 2 O) = एक मोल।

जैसा ज्ञात है "ए" मान का उपयोग करके, हम सीओ 2 और एच 2 ओ का द्रव्यमान पाते हैं:

एम(सीओ 2) = एम(सीओ 2)। एन(सीओ 2) = (44. ए) जी,
एम(एच 2 ओ) = एम(एच 2 ओ)। एन(एच 2 ओ) = (18. ए) जी।

हम प्राप्त अभिव्यक्तियों को जोड़ते हैं और उन्हें स्थिति से प्रतिक्रिया उत्पादों के कुल द्रव्यमान के मूल्य के बराबर करते हैं:

(44 . ए) + (18 . ए) = 5,58.

हमने एक अज्ञात के साथ एक गणितीय समीकरण प्राप्त किया है। इसे हल करने पर, हम अज्ञात मात्रा का मान ज्ञात करते हैं: ए = 0,09.

इस मान से हमने प्रत्येक उत्पाद के पदार्थ की मात्रा को दर्शाया:

एन(सीओ 2)= एन(एच 2 ओ) = 0.09 मोल।

2. आइए एल्गोरिथम का उपयोग करके CO2 में कार्बन का द्रव्यमान ज्ञात करें:

n(СO 2) ---> n(С) (CO 2 में) ---> m(С) (CO 2 में)
n(C)(CO2 में) = n(CO2) = 0.09 mol (सूत्र में सूचकांक के अनुसार)।
m(C)(CO 2 में) = n(C)(CO 2 में)। एम(सी) = 0.09. 12 = 1.08 ग्राम = एम(सी) (मूल रूप में)

3. आइए एल्गोरिथम का उपयोग करके परिणामी पानी में हाइड्रोजन का द्रव्यमान ज्ञात करें:

n(H 2 O) ---> n(H)(H 2 O में) ---> m(H)(H 2 O में)
n(H) (H 2 O में) > n(H 2 O) 2 बार (सूत्र में सूचकांक के अनुसार)
n(H)(H 2 O में) = 2. एन(एच 2 ओ) = 2. 0.09 = 0.18 मोल
m(H)(H2O में) = n(H)(H2O में)। एम(एच) = 0.18. 1 = 0.18 ग्राम =एम(एन) (मूल रूप में)

4. कार्बन और हाइड्रोजन के कुल द्रव्यमान की तुलना प्रारंभिक पदार्थ के द्रव्यमान से करें:

एम(सी)(सीओ 2 में) + एम(एच)(एच 2 ओ में) = 1.08 + 0.18 = 1.26 ग्राम;
एम ऑर्ग. इन-वा = 1.74 ग्राम।
एम(सी)(सीओ 2 में) + एम(एच)(एच 2 ओ में) > एम ऑर्ग। वी.वी-ए,

इसलिए, ऑक्सीजन मूल पदार्थ की संरचना में शामिल है।

एम(ओ)(मूल रूप में) = एम ऑर्ग। इन-वा - एम(सी)(सीओ 2 में) - एम(एच)(एच 2 ओ में) = 1.74 -1.26 = 0.48 ग्राम।

5. तो, प्रारंभिक पदार्थ में शामिल हैं: कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन।
आगे की कार्रवाइयां पहले चर्चा किए गए कार्यों के उदाहरणों से अलग नहीं होंगी। आइए हम वांछित पदार्थ को C x H y O z के रूप में निरूपित करें।

चरण दो। आइए दहन प्रतिक्रिया का एक आरेख बनाएं:

सी एक्स एन वाई ओ जेड। + ओ 2 --->सीओ 2 + एच 2 ओ

चरण 3। आइए हम पदार्थ की मात्रा का अनुपात निर्धारित करें ( एन) कार्बनिक पदार्थ के मूल नमूने में कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन। हमने पहले चरण में ही कार्बन और हाइड्रोजन पदार्थों की मात्रा निर्धारित कर ली है।
पदार्थ की मात्रा ( एन) ऑक्सीजन का हम उसके द्रव्यमान पर डेटा से पता लगाएंगे:

चरण 4। हमें सबसे सरल सूत्र मिलता है:

एन(सी) : एन(एच) : एन(ओ) = 0.09: 0.18: 0.03

हम सबसे छोटा मान चुनते हैं (इस मामले में "0.03") और सभी तीन संख्याओं को इससे विभाजित करते हैं:

हमें सबसे छोटे पूर्णांकों का एक सेट मिला:

एन(सी) : एन(एच) : एन(ओ) = 3:6:1

इससे सबसे सरल सूत्र लिखना संभव हो जाता है: C 3 H 6 O 1

चरण 5. सही सूत्र का खुलासा.
ऑक्सीजन के संबंध में वांछित पदार्थ के सापेक्ष वाष्प घनत्व के आंकड़ों के आधार पर, हम वास्तविक दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करते हैं:

एम सच = डी(ओ 2) . एम(ओ2) = 1.8125. 32 = 58 ग्राम/मोल।

आइए हम सरलतम सूत्र के लिए दाढ़ द्रव्यमान का मान निर्धारित करें:

एम सरल है. = 3.12 + 6. 1 +1 . 16 = 58 ग्राम/मोल।

एम सरल है. = एम सत्य. इसलिए, सबसे सरल सूत्र सत्य है।

सी 3 एच 6 ओ जले हुए पदार्थ का आणविक सूत्र है।

उत्तर:सी 3 एच 6 ओ.

यदि हम किसी पदार्थ का रासायनिक सूत्र जानते हैं, तो उसमें प्रत्येक तत्व के सापेक्ष द्रव्यमान की गणना करना ही पर्याप्त है।

जाहिर है, प्रपत्रों के आधार पर दो मुख्य प्रकार की गणना समस्याओं को प्रतिष्ठित किया जा सकता है अनुसूचित जनजातिरासायनिक पदार्थ। सबसे पहले, प्रत्येक तत्व के परमाणु द्रव्यमान को जानकर, आप प्रति मोल पदार्थ के कुल द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं और प्रत्येक तत्व का प्रतिशत निर्धारित कर सकते हैं। दूसरे, आप व्युत्क्रम समस्या को हल कर सकते हैं: किसी पदार्थ में तत्वों के दिए गए प्रतिशत के आधार पर रासायनिक सूत्र खोजें (रासायनिक विश्लेषण डेटा के आधार पर)

आइए कुछ उदाहरण देखें.

उदाहरण 1. फॉस्फोरिक एसिड में प्रत्येक तत्व के प्रतिशत द्रव्यमान अंश की गणना करें।
समाधान।प्रत्येक तत्व के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को जानकर, हम H 3 PO 4 के लिए उनके योग की गणना करते हैं:

एम आर (एन 3 पी0 4) = 3ए आर (एन) + ए आर (पी) + 4ए आर (0) = 3। 1 + 31 + 16 . 4 = 98. फिर, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सामग्री है

उदाहरण 2. आयरन ऑक्सीजन के साथ तीन ऑक्साइड बनाता है। उनमें से एक में 77.8% आयरन है, दूसरे में - 70.0 और तीसरे में - 72.4%। ऑक्साइड के सूत्र निर्धारित करें।

समाधान। आइए सामान्य स्थिति में आयरन ऑक्साइड का सूत्र लिखें: F x O y। चलो कोई रिश्ता ढूंढते हैं एक्स:वाईऔर, एक पूर्णांक अनुपात की ओर अग्रसर होकर, हम ऑक्साइड के सूत्र निर्धारित करते हैं।

1. प्रयोगात्मक रूप से यह पाया गया कि 116 ग्राम/मोल के दाढ़ द्रव्यमान वाले एक निश्चित पदार्थ में 23±2% नाइट्रोजन होता है। नाइट्रोजन का प्रतिशत स्पष्ट करना आवश्यक है।

2. 32 के सापेक्ष आणविक भार वाले नाइट्रोजन-हाइड्रोजन यौगिक के रासायनिक विश्लेषण से पता चला कि यौगिक में नाइट्रोजन का द्रव्यमान अंश 66% है। साबित करें कि विश्लेषण के परिणाम गलत हैं।

3. 1.22 द्रव्यमान वाले पदार्थ का सूत्र ज्ञात कीजिए। पोटेशियम के भाग, 1.11 wt. क्लोरीन के भाग और 2.00 wt. ऑक्सीजन के भाग. क्या समान गुणात्मक संरचना वाले अन्य पदार्थ हैं? आप उनकी मात्रात्मक संरचना के बारे में (सूत्रों की भाषा में) क्या कह सकते हैं?

4. कुछ धातु क्लोराइड में 74.7% क्लोरीन होता है; अज्ञात धातु की पहचान करें.

5. कुछ तत्व X वाले नमक में तत्वों का द्रव्यमान अनुपात निम्नलिखित है
X: H: N: O = 12: 5: 14: 48. इस नमक का सूत्र क्या है?

6. 19वीं सदी के मध्य में. निम्नलिखित परमाणु द्रव्यमान मान यूरेनियम को दिए गए थे: 240 (मेंडेलीव), 180 (आर्मस्ट्रांग), 120 (बर्जेलियस)। ये मान यूरेनियम टार (यूरेनियम ऑक्साइड में से एक) के रासायनिक विश्लेषण के परिणामों से प्राप्त किए गए थे, जिससे पता चला कि इसमें 84.8% यूरेनियम और 15.2% ऑक्सीजन है। मेंडेलीव, आर्मस्ट्रांग और बर्ज़ेलियस ने इस ऑक्साइड को किस सूत्र के लिए जिम्मेदार ठहराया था?

7. कुछ फिटकरी (संरचना A 1 + B 3 + (SO 4) 2. 12H 2 O के क्रिस्टलीय हाइड्रेट) में 51.76% ऑक्सीजन और 4.53% हाइड्रोजन होता है। फिटकरी का सूत्र ज्ञात कीजिए।

8. यौगिक में हाइड्रोजन (द्रव्यमान अंश - 6.33%), कार्बन (द्रव्यमान अंश - 15.19%), ऑक्सीजन (द्रव्यमान अंश - 60.76%) और एक और तत्व होता है, जिसके अणु में परमाणुओं की संख्या कार्बन की संख्या के बराबर होती है। परमाणु. निर्धारित करें कि यह किस प्रकार का यौगिक है, यह किस वर्ग का है और गर्म होने पर यह कैसा व्यवहार करता है।

1. 23% नाइट्रोजन है

पदार्थ में केवल नाइट्रोजन परमाणुओं की पूर्णांक संख्या (सापेक्ष द्रव्यमान 14) हो सकती है। इसका मतलब है कि किसी पदार्थ के एक मोल में नाइट्रोजन का द्रव्यमान 14 का गुणज होना चाहिए। इस प्रकार, 116 ग्राम पदार्थ में 14n (g) नाइट्रोजन (14, 28, 42, 56, आदि) होना चाहिए। 26.7 (14 के गुणज) के निकटतम संख्या 28 है। पदार्थ में नाइट्रोजन का द्रव्यमान अंश बराबर है

2 . यदि रासायनिक विश्लेषण सही ढंग से किया जाता है, तो इस नाइट्रोजन-हाइड्रोजन यौगिक के अणु में शामिल होना चाहिए

एक अणु में परमाणुओं की संख्या भिन्नात्मक नहीं हो सकती, इसलिए विश्लेषण गलत तरीके से किया गया।

3. मात्रात्मक संरचना ज्ञात करने के लिए, हम तत्वों के द्रव्यमान भागों को उनके सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान में विभाजित करते हैं

यानी, वांछित पदार्थ का सूत्र KC1O4 (पोटेशियम परक्लोरेट) है।

वही तत्व पोटेशियम हाइपोक्लोराइट KClO, पोटेशियम क्लोराइट KClO 2, पोटेशियम क्लोरेट KClO 3 में निहित हैं।

टाइटेनियम या मैग्नीशियम.

रसायन विज्ञान, भाग सी. समस्या C5. कार्बनिक पदार्थों के सूत्रों का निर्धारण.

कार्य C5 में कार्यों के प्रकार.

रासायनिक तत्वों के द्रव्यमान अंशों या किसी पदार्थ के सामान्य सूत्र द्वारा किसी पदार्थ का सूत्र निर्धारित करना;

दहन उत्पादों के आधार पर किसी पदार्थ के सूत्र का निर्धारण;

किसी पदार्थ के रासायनिक गुणों के आधार पर उसका सूत्र निर्धारित करना।

आवश्यक सैद्धांतिक जानकारी.

किसी पदार्थ में किसी तत्व का द्रव्यमान अंश।किसी तत्व का द्रव्यमान अंश द्रव्यमान के प्रतिशत के रूप में किसी पदार्थ में उसकी सामग्री है। उदाहरण के लिए, C2H4 संरचना वाले एक पदार्थ में 2 कार्बन परमाणु और 4 हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। यदि हम ऐसे पदार्थ का 1 अणु लें, तो उसका आणविक भार बराबर होगा: श्री(सी 2 एच 4) = 2 12 + 4 1 = 28 एमू। और इसमें 2 12 एमू शामिल हैं। कार्बन. इस पदार्थ में कार्बन का द्रव्यमान अंश ज्ञात करने के लिए, इसके द्रव्यमान को संपूर्ण पदार्थ के द्रव्यमान से विभाजित किया जाना चाहिए: ω(C) = 12 2 / 28 = 0.857 या 85.7%। यदि किसी पदार्थ का सामान्य सूत्र C x H y O z है, तो उनके प्रत्येक परमाणु का द्रव्यमान अंश भी उनके द्रव्यमान और संपूर्ण पदार्थ के द्रव्यमान के अनुपात के बराबर होता है। C परमाणुओं का x द्रव्यमान - 12x है, H परमाणुओं का द्रव्यमान y है, ऑक्सीजन परमाणुओं का z द्रव्यमान 16z है। तब ω(C) = 12 x / (12x + y + 16z) यदि हम इस सूत्र को सामान्य रूप में लिखें, तो हमें निम्नलिखित अभिव्यक्ति मिलती है:

किसी पदार्थ का आणविक एवं सरलतम सूत्र। उदाहरण।

गैस X का गैस Y से सापेक्ष घनत्व - D के अनुसार (एक्स)।सापेक्ष घनत्व D वह मान है जो दर्शाता है कि गैस X, गैस Y से कितनी गुना भारी है। इसकी गणना गैसों ) अक्सर गणना के लिए उपयोग किया जाता है हाइड्रोजन और वायु के लिए गैसों का सापेक्ष घनत्व. हाइड्रोजन द्वारा गैस X का सापेक्ष घनत्व: D द्वारा H2 = M (गैस X) / M (H2) = M (गैस इसका मान 29 ग्राम/मोल (अनुमानित औसत संरचना के आधार पर) लिया जाता है। इसलिए: डी हवाई मार्ग से। = एम (गैस एक्स) / 29

सामान्य परिस्थितियों में पूर्ण गैस घनत्व।सामान्य परिस्थितियों में किसी गैस का पूर्ण घनत्व 1 लीटर गैस का द्रव्यमान होता है। आमतौर पर गैसों के लिए इसे g/l में मापा जाता है। ρ = m (गैस) / V (गैस) यदि हम 1 मोल गैस लेते हैं, तो: ρ = M / V m, और गैस का दाढ़ द्रव्यमान घनत्व को दाढ़ आयतन से गुणा करके पाया जा सकता है।

विभिन्न वर्गों के पदार्थों के सामान्य सूत्र।

इसकी संरचना में शामिल परमाणुओं के द्रव्यमान अंशों द्वारा पदार्थों के सूत्रों का निर्धारण।

ऐसी समस्याओं के समाधान में दो भाग होते हैं:

सबसे पहले, पदार्थ में परमाणुओं का दाढ़ अनुपात पाया जाता है - यह इसके सरलतम सूत्र से मेल खाता है। उदाहरण के लिए, A x B y संरचना वाले किसी पदार्थ के लिए, पदार्थ A और B की मात्रा का अनुपात अणु में उनके परमाणुओं की संख्या के अनुपात से मेल खाता है: x: y = n(A) : n(B) ;

फिर, पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान का उपयोग करके, इसका वास्तविक सूत्र निर्धारित किया जाता है।

उदाहरण 1।किसी पदार्थ का सूत्र निर्धारित करें यदि इसमें 84.21% C और 15.79% H है और हवा में इसका सापेक्ष घनत्व 3.93 के बराबर है।

उदाहरण 1 समाधान.

मान लीजिए पदार्थ का द्रव्यमान 100 ग्राम है, तो C का द्रव्यमान 84.21 ग्राम के बराबर होगा, और H का द्रव्यमान 15.79 ग्राम होगा।

आइए प्रत्येक परमाणु के पदार्थ की मात्रा ज्ञात करें: ν(C) = m / M = 84.21 / 12 = 7.0175 mol, ν(H) = 15.79 / 1 = 15.79 mol।

हम C और H परमाणुओं का मोलर अनुपात निर्धारित करते हैं: C: H = 7.0175: 15.79 (दोनों संख्याओं को छोटी संख्या से कम करें) = 1: 2.25 (4 से गुणा करें) = 4: 9. इस प्रकार, सबसे सरल सूत्र C 4 N है 9.

सापेक्ष घनत्व का उपयोग करके, हम दाढ़ द्रव्यमान की गणना करते हैं: एम = डी (वायु) 29 = 114 ग्राम/मोल। सरलतम सूत्र सी 4 एच 9 के अनुरूप दाढ़ द्रव्यमान 57 ग्राम/मोल है, जो वास्तविक दाढ़ द्रव्यमान से 2 गुना कम है। इसका मतलब यह है कि सही सूत्र C 8 H 18 है।

इस समस्या को हल करने का एक बहुत ही सरल तरीका है, लेकिन, दुर्भाग्य से, इसे पूरे अंक नहीं मिलेंगे. लेकिन यह सही सूत्र की जाँच के लिए उपयुक्त है, अर्थात्। इससे आप अपना समाधान जांच सकते हैं। विधि 2:हम वास्तविक दाढ़ द्रव्यमान (114 ग्राम/मोल) ज्ञात करते हैं, और फिर इस पदार्थ में कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं का द्रव्यमान उनके द्रव्यमान अंशों द्वारा ज्ञात करते हैं। एम(सी) = 114 0.8421 = 96; वे। C परमाणुओं की संख्या 96/12 = 8 m(H) = 114 0.1579 = 18; अर्थात परमाणुओं की संख्या H 18/1 = 18. पदार्थ का सूत्र C 8 H 18 है.

उत्तर: सी 8 एच 18.

उदाहरण 2.सामान्य परिस्थितियों में 2.41 ग्राम/लीटर के घनत्व वाले एल्काइन का सूत्र निर्धारित करें।

उदाहरण 2 का समाधान.एल्काइन का सामान्य सूत्र C n H 2n−2 है, गैसीय एल्काइन के घनत्व को देखते हुए, कोई इसका दाढ़ द्रव्यमान कैसे ज्ञात कर सकता है? घनत्व ρ सामान्य परिस्थितियों में 1 लीटर गैस का द्रव्यमान है। चूंकि किसी पदार्थ का 1 मोल 22.4 लीटर का आयतन घेरता है, इसलिए यह पता लगाना आवश्यक है कि 22.4 लीटर ऐसी गैस का वजन कितना है: एम = (घनत्व ρ) (मोलर आयतन वी एम) = 2.41 ग्राम/लीटर 22.4 लीटर/मोल = 54 ग्राम/मोल. इसके बाद, आइए दाढ़ द्रव्यमान और n को जोड़ने वाला एक समीकरण बनाएं: 14 n - 2 = 54, n = 4। इसका मतलब है कि एल्काइन का सूत्र C 4 H 6 है।

उत्तर: सी 4 एच 6.

उदाहरण 3.संतृप्त एल्डिहाइड का सूत्र निर्धारित करें यदि यह ज्ञात हो कि इस एल्डिहाइड के 3 10 22 अणुओं का वजन 4.3 ग्राम है।

उदाहरण 3 का समाधान.इस समस्या में, अणुओं की संख्या और संबंधित द्रव्यमान दिया गया है। इन आंकड़ों के आधार पर, हमें फिर से पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान ज्ञात करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, आपको यह याद रखना होगा कि किसी पदार्थ के 1 मोल में कितने अणु होते हैं। यह अवोगाद्रो की संख्या है: N a = 6.02 10 23 (अणु)। इसका मतलब है कि हम एल्डिहाइड पदार्थ की मात्रा पा सकते हैं: ν = N / Na = 3 10 22 / 6.02 10 23 = 0.05 mol, और दाढ़ द्रव्यमान: M = m / n = 4.3 / 0.05 = 86 g/ मोल। अगला, पिछले उदाहरण की तरह, हम एक समीकरण बनाते हैं और n पाते हैं। संतृप्त एल्डिहाइड का सामान्य सूत्र C n H 2n O है, अर्थात M = 14n + 16 = 86, n = 5।

उत्तर: सी 5 एच 10 ओ, पंचकोणीय।

उदाहरण 4. 31.86% कार्बन युक्त डाइक्लोरोऐल्केन का सूत्र निर्धारित करें।

उदाहरण 4 का समाधान.डाइक्लोरोऐल्केन का सामान्य सूत्र है: C n H 2n Cl 2, इसमें 2 क्लोरीन परमाणु और n कार्बन परमाणु होते हैं। फिर कार्बन का द्रव्यमान अंश इसके बराबर है: ω(C) = (अणु में C परमाणुओं की संख्या) (C का परमाणु द्रव्यमान) / (डाइक्लोरोअल्केन का आणविक द्रव्यमान) 0.3186 = n 12 / (14n + 71) n = 3 , पदार्थ डाइक्लोरोप्रोपेन है।

उत्तर: सी 3 एच 6 सीएल 2, डाइक्लोरोप्रोपेन।

दहन उत्पादों के आधार पर पदार्थों के सूत्रों का निर्धारण।

दहन समस्याओं में, अध्ययन के तहत पदार्थ में शामिल मौलिक पदार्थों की मात्रा दहन उत्पादों की मात्रा और द्रव्यमान - कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, नाइट्रोजन और अन्य द्वारा निर्धारित की जाती है। बाकी समाधान पहले प्रकार की समस्या जैसा ही है।

उदाहरण 5. 448 मिली (एन.एस.) गैसीय संतृप्त गैर-चक्रीय हाइड्रोकार्बन को जलाया गया, और प्रतिक्रिया उत्पादों को चूने के पानी की अधिकता से गुजारा गया, जिसके परिणामस्वरूप 8 ग्राम अवक्षेप का निर्माण हुआ। कौन सा हाइड्रोकार्बन लिया गया?

उदाहरण 5 का समाधान.

गैसीय संतृप्त गैर-चक्रीय हाइड्रोकार्बन (अल्केन) का सामान्य सूत्र C n H 2n+2 है, फिर दहन प्रतिक्रिया योजना इस तरह दिखती है: C n H 2n+2 + O 2 → CO 2 + H 2 O। यह देखना आसान है कि जब 1 मोल एल्केन जलाया जाता है, तो n मोल कार्बन डाइऑक्साइड निकलेगा।हम एल्केन पदार्थ की मात्रा उसके आयतन से ज्ञात करते हैं (मिलीलीटर को लीटर में बदलना न भूलें!): ν(C n H 2n+2) = 0.488 / 22.4 = 0.02 mol।

जब कार्बन डाइऑक्साइड को चूने के पानी, Ca(OH) 2 से प्रवाहित किया जाता है, तो एक कैल्शियम कार्बोनेट अवक्षेप बनता है: CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O कैल्शियम कार्बोनेट अवक्षेप का द्रव्यमान 8 ग्राम है, दाढ़ कैल्शियम कार्बोनेट का द्रव्यमान 100 ग्राम/मोल है। इसका मतलब है कि इसके पदार्थ की मात्रा ν(CaCO 3) = 8/100 = 0.08 mol है। कार्बन डाइऑक्साइड पदार्थ की मात्रा भी 0.08 mol है।

कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा एल्केन से 4 गुना अधिक होती है, अर्थात एल्केन का सूत्र C 4 H 10 है।

उत्तर: सी 4 एच 10.

उदाहरण 6.नाइट्रोजन के संबंध में एक कार्बनिक यौगिक का सापेक्ष वाष्प घनत्व 2 है। जब इस यौगिक का 9.8 ग्राम जलाया जाता है, तो 15.68 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड (NO) और 12.6 ग्राम पानी बनता है। किसी कार्बनिक यौगिक का आणविक सूत्र व्युत्पन्न करें।

उदाहरण 6 का समाधान.चूँकि दहन पर कोई पदार्थ कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में बदल जाता है, इसका मतलब है कि इसमें परमाणु C, H और संभवतः O होते हैं। इसलिए, इसका सामान्य सूत्र C x H y O z के रूप में लिखा जा सकता है।

हम दहन प्रतिक्रिया योजना (गुणांकों को व्यवस्थित किए बिना) लिख सकते हैं: C x H y O z + O 2 → CO 2 + H 2 O प्रारंभिक पदार्थ से सारा कार्बन कार्बन डाइऑक्साइड में और सारा हाइड्रोजन पानी में चला जाता है।

हम पदार्थों CO 2 और H 2 O की मात्रा ज्ञात करते हैं, और निर्धारित करते हैं कि उनमें C और H परमाणुओं के कितने मोल हैं: ν(CO 2) = V / V m = 15.68 / 22.4 = 0.7 mol। CO के एक अणु के लिए 2 है एकपरमाणु C, जिसका अर्थ है कि कार्बन के उतने ही मोल हैं जितने CO2 हैं।

ν(सी) = 0.7 मोल ν(एच 2 ओ) = एम/एम = 12.6/18 = 0.7 मोल।

पानी के एक अणु में होता है दोपरमाणु H, का अर्थ है हाइड्रोजन की मात्रा दोगुना ज्यादापानी से भी ज्यादा. ν(एच) = 0.7 2 = 1.4 मोल।

हम पदार्थ में ऑक्सीजन की उपस्थिति की जाँच करते हैं। ऐसा करने के लिए, C और H के द्रव्यमान को संपूर्ण आरंभिक पदार्थ के द्रव्यमान से घटाया जाना चाहिए m(C) = 0.7 12 = 8.4 g, m(H) = 1.4 1 = 1.4 g संपूर्ण पदार्थ का द्रव्यमान है। 9.8 ग्राम एम(ओ) = 9.8 − 8.4 − 1.4 = 0, यानी इस पदार्थ में कोई ऑक्सीजन परमाणु नहीं हैं। यदि किसी दिए गए पदार्थ में ऑक्सीजन मौजूद होती, तो उसके द्रव्यमान से पदार्थ की मात्रा का पता लगाना और तीन अलग-अलग परमाणुओं की उपस्थिति के आधार पर सबसे सरल सूत्र की गणना करना संभव होता।

अगले चरण आप पहले से ही परिचित हैं: सबसे सरल और सच्चे सूत्रों की खोज करना। सी: एच = 0.7: 1.4 = 1:2 सबसे सरल सूत्र सीएच 2 है।

हम नाइट्रोजन की तुलना में गैस के सापेक्ष घनत्व के आधार पर वास्तविक दाढ़ द्रव्यमान की तलाश करते हैं (यह न भूलें कि नाइट्रोजन में शामिल हैं दो परमाणुओंवालाअणु N 2 और इसका दाढ़ द्रव्यमान 28 g/mol): M स्रोत। = डी बटा एन2 एम (एन2) = 2 28 = 56 ग्राम/मोल। सही सूत्र सीएच 2 है, इसका दाढ़ द्रव्यमान 14. 56/14 = 4 है। सही सूत्र सी 4 एच 8 है।

उत्तर: सी 4 एच 8.

उदाहरण 7.किसी पदार्थ का आणविक सूत्र निर्धारित करें, जिसके 9 ग्राम के दहन से 17.6 ग्राम CO2, 12.6 ग्राम पानी और नाइट्रोजन उत्पन्न होती है। हाइड्रोजन के सापेक्ष इस पदार्थ का आपेक्षिक घनत्व 22.5 है। किसी पदार्थ का आणविक सूत्र निर्धारित करें।

उदाहरण 7 का समाधान.

पदार्थ में C, H और N परमाणु होते हैं क्योंकि दहन उत्पादों में नाइट्रोजन का द्रव्यमान नहीं दिया गया है, इसकी गणना सभी कार्बनिक पदार्थों के द्रव्यमान के आधार पर की जाएगी। दहन प्रतिक्रिया योजना: C x H y N z + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2

हम CO 2 और H 2 O पदार्थों की मात्रा ज्ञात करते हैं, और निर्धारित करते हैं कि उनमें C और H परमाणुओं के कितने मोल हैं:

ν(सीओ 2) = एम / एम = 17.6 / 44 = 0.4 मोल। ν(सी) = 0.4 मोल. ν(एच 2 ओ) = एम / एम = 12.6 / 18 = 0.7 मोल। ν(एच) = 0.7 2 = 1.4 मोल।

आरंभिक पदार्थ में नाइट्रोजन का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए। ऐसा करने के लिए, C और H के द्रव्यमान को संपूर्ण प्रारंभिक पदार्थ के द्रव्यमान से घटाया जाना चाहिए।

एम(सी) = 0.4 12 = 4.8 ग्राम, एम(एच) = 1.4 1 = 1.4 ग्राम

कुल पदार्थ का द्रव्यमान 9.8 ग्राम है।

एम(एन) = 9 − 4.8 − 1.4 = 2.8 ग्राम, ν(एन) = एम /एम = 2.8 / 14 = 0.2 मोल।

सी: एच: एन = 0.4: 1.4: 0.2 = 2: 7: 1 सबसे सरल सूत्र सी 2 एच 7 एन है। वास्तविक दाढ़ द्रव्यमान एम = डी गुणा एच2 एम(एच 2) = 22.5 2 = 45 ग्राम/मोल। यह सरलतम सूत्र के लिए गणना किए गए दाढ़ द्रव्यमान से मेल खाता है। अर्थात् यही पदार्थ का वास्तविक सूत्र है।

उत्तर: सी 2 एच 7 एन।

उदाहरण 8.पदार्थ में सी, एच, ओ और एस शामिल हैं। इसके 11 ग्राम के दहन पर, 8.8 ग्राम सीओ 2, 5.4 ग्राम एच 2 ओ जारी हुए, और सल्फर पूरी तरह से बेरियम सल्फेट में परिवर्तित हो गया, जिसका द्रव्यमान निकला 23.3 ग्राम हो। पदार्थ का सूत्र ज्ञात करें।

उदाहरण 8 का समाधान.किसी दिए गए पदार्थ के सूत्र को C x H y S z O k के रूप में दर्शाया जा सकता है। जब इसे जलाया जाता है, तो यह कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और सल्फर डाइऑक्साइड पैदा करता है, जो बाद में बेरियम सल्फेट में परिवर्तित हो जाता है। तदनुसार, मूल पदार्थ का सारा सल्फर बेरियम सल्फेट में परिवर्तित हो जाता है।

हम अध्ययन के तहत पदार्थ से कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और बेरियम सल्फेट और संबंधित रासायनिक तत्वों की मात्रा पाते हैं:

ν(सीओ 2) = एम/एम = 8.8/44 = 0.2 मोल। ν(सी) = 0.2 मोल। ν(एच 2 ओ) = एम / एम = 5.4 / 18 = 0.3 मोल। ν(एच) = 0.6 मोल। ν(BaSO 4) = 23.3 / 233 = 0.1 मोल। ν(एस) = 0.1 मोल.

हम प्रारंभिक पदार्थ में ऑक्सीजन के अनुमानित द्रव्यमान की गणना करते हैं:

एम(सी) = 0.2 12 = 2.4 ग्राम एम(एच) = 0.6 1 = 0.6 ग्राम एम(एस) = 0.1 32 = 3.2 ग्राम एम(ओ) = एम पदार्थ - एम(सी) - एम(एच) - एम(एस) = 11 − 2.4 − 0.6 − 3.2 = 4.8 ग्राम, ν(O) = एम / एम = 4.8 / 16 = 0 .3 मोल

हम पदार्थ में तत्वों का दाढ़ अनुपात पाते हैं: C: H: S: O = 0.2: 0.6: 0.1: 0.3 = 2: 6: 1: 3 पदार्थ का सूत्र C 2 H 6 SO 3 है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस प्रकार हमें केवल सबसे सरल सूत्र प्राप्त हुआ। हालाँकि, परिणामी सूत्र सत्य है, क्योंकि जब इस सूत्र (सी 4 एच 12 एस 2 ओ 6) को दोगुना करने का प्रयास किया जाता है, तो यह पता चलता है कि 4 कार्बन परमाणुओं के लिए, सल्फर और ऑक्सीजन के अलावा, 12 एच परमाणु हैं, और यह असंभव है।

उत्तर: सी 2 एच 6 एसओ 3।

पदार्थों के रासायनिक गुणों के आधार पर उनके सूत्र निर्धारित करना।

उदाहरण 9.एल्केडीन का सूत्र निर्धारित करें यदि 80 ग्राम 2% ब्रोमीन घोल इसका रंग ख़राब कर सकता है।

उदाहरण 9 का समाधान.

एल्केडिएन्स का सामान्य सूत्र C n H 2n−2 है। आइए एल्केडीन में ब्रोमीन मिलाने की प्रतिक्रिया के लिए समीकरण लिखें, यह न भूलें कि डायन अणु में दो दोहरे बंधनऔर, तदनुसार, ब्रोमीन के 2 मोल डायन के 1 मोल के साथ प्रतिक्रिया करेंगे: C n H 2n−2 + 2Br 2 → C n H 2n−2 Br 4

चूँकि समस्या डायन के साथ प्रतिक्रिया करने वाले ब्रोमीन घोल का द्रव्यमान और प्रतिशत सांद्रता देती है, हम प्रतिक्रियाशील ब्रोमीन पदार्थ की मात्रा की गणना कर सकते हैं:

एम(बीआर 2) = एम समाधान ω = 80 0.02 = 1.6 ग्राम ν(बीआर 2) = एम / एम = 1.6 / 160 = 0.01 मोल।

चूँकि प्रतिक्रिया करने वाले ब्रोमीन की मात्रा एल्केडीन से 2 गुना अधिक है, हम डायन की मात्रा और (क्योंकि इसका द्रव्यमान ज्ञात है) इसका दाढ़ द्रव्यमान ज्ञात कर सकते हैं:

		सी एन एच 2एन−2 बीआर 4

1. एम डायन = एम / ν = 3.4 / 0.05 = 68 ग्राम/मोल।

   हम इसके सामान्य सूत्रों का उपयोग करके एल्केडीन का सूत्र पाते हैं, जो दाढ़ द्रव्यमान को n के रूप में व्यक्त करता है:

14एन − 2 = 68 एन = 5.

यह पेंटाडाइन C5H8 है।

उत्तर: सी 5 एच 8.

उदाहरण 10.जब 0.74 ग्राम संतृप्त मोनोहाइड्रिक अल्कोहल सोडियम धातु के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो 112 मिलीलीटर प्रोपेन (एन.ओ.) को हाइड्रोजनीकृत करने के लिए पर्याप्त मात्रा में हाइड्रोजन निकलता है। यह किस प्रकार की शराब है?

उदाहरण 10 का समाधान.

संतृप्त मोनोहाइड्रिक अल्कोहल का सूत्र C n H 2n+1 OH है। यहां अल्कोहल को ऐसे रूप में लिखना सुविधाजनक है जिसमें प्रतिक्रिया समीकरण बनाना आसान हो - यानी। एक अलग OH समूह के साथ.

आइए प्रतिक्रिया समीकरण बनाएं (हमें प्रतिक्रियाओं को बराबर करने की आवश्यकता के बारे में नहीं भूलना चाहिए):

2C n H 2n+1 OH + 2Na → 2C n H 2n+1 ONa + H 2 C 3 H 6 + H 2 → C 3 H 8

आप प्रोपेन की मात्रा और उससे हाइड्रोजन की मात्रा ज्ञात कर सकते हैं। हाइड्रोजन की मात्रा जानने के बाद, हम प्रतिक्रिया से अल्कोहल की मात्रा ज्ञात करते हैं:

ν(सी 3 एच 6) = वी / वी एम = 0.112 / 22.4 = 0.005 मोल => ν(एच 2) = 0.005 मोल, ν अल्कोहल = 0.005 2 = 0.01 मोल।

अल्कोहल और n का दाढ़ द्रव्यमान ज्ञात कीजिए:

एम अल्कोहल = एम / ν = 0.74 / 0.01 = 74 ग्राम/मोल, 14एन + 18 = 74 14एन = 56 एन = 4।

अल्कोहल - ब्यूटेनॉल सी 4 एच 7 ओएच।

उत्तर: सी 4 एच 7 ओएच।

उदाहरण 11.एस्टर का सूत्र निर्धारित करें, 2.64 ग्राम के हाइड्रोलिसिस पर 1.38 ग्राम अल्कोहल और 1.8 ग्राम मोनोबैसिक कार्बोक्जिलिक एसिड निकलता है।

उदाहरण 11 का समाधान.

अलग-अलग संख्या में कार्बन परमाणुओं के साथ अल्कोहल और एसिड से बने एस्टर का सामान्य सूत्र निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है: C n H 2n+1 COOC m H 2m+1 तदनुसार, अल्कोहल का सूत्र C m H 2m होगा +1 OH, और अम्ल C n H 2n+1 COOH। एस्टर हाइड्रोलिसिस समीकरण: C n H 2n+1 COOC m H 2m+1 + H 2 O → C m H 2m+1 OH + C n H 2n+1 COOH

पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण के नियम के अनुसार, प्रारंभिक पदार्थों के द्रव्यमानों का योग और प्रतिक्रिया उत्पादों के द्रव्यमानों का योग बराबर होता है। इसलिए, समस्या के डेटा से आप पानी का द्रव्यमान पा सकते हैं:

m H2O = (एसिड का द्रव्यमान) + (अल्कोहल का द्रव्यमान) - (ईथर का द्रव्यमान) = 1.38 + 1.8 - 2.64 = 0.54 g ν H2O = m / M = 0.54 / 18 = 0.03 मोल

तदनुसार, एसिड और अल्कोहल पदार्थों की मात्रा भी मोल्स के बराबर होती है। आप उनके दाढ़ द्रव्यमान पा सकते हैं:

एम एसिड = एम / ν = 1.8 / 0.03 = 60 ग्राम/मोल, एम अल्कोहल = 1.38 / 0.03 = 46 ग्राम/मोल।

हमें दो समीकरण मिलते हैं जिनसे हम m और n पाते हैं:

M CnH2n+1COOH = 14n + 46 = 60, n = 1 - एसिटिक एसिड M CmH2m+1OH = 14m + 18 = 46, m = 2 - इथेनॉल।

इस प्रकार, जिस एस्टर की हम तलाश कर रहे हैं वह एसिटिक एसिड, एथिल एसीटेट का एथिल एस्टर है।

उत्तर: सीएच 3 सीओओसी 2 एच 5।

उदाहरण 12.एक अमीनो एसिड का सूत्र निर्धारित करें, यदि इसके 8.9 ग्राम को अतिरिक्त सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ उजागर करने पर, इस एसिड के 11.1 ग्राम सोडियम नमक प्राप्त किया जा सकता है।

उदाहरण 12 का समाधान.

अमीनो एसिड का सामान्य सूत्र (यह मानते हुए कि इसमें एक अमीनो समूह और एक कार्बोक्सिल समूह को छोड़कर कोई अन्य कार्यात्मक समूह नहीं है): NH 2 -CH(R)-COOH। इसे विभिन्न तरीकों से लिखा जा सकता है, लेकिन प्रतिक्रिया समीकरण लिखने की सुविधा के लिए, अमीनो एसिड सूत्र में कार्यात्मक समूहों को अलग से अलग करना बेहतर है।

आप सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ इस अमीनो एसिड की प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण बना सकते हैं: NH 2 -CH(R)-COOH + NaOH → NH 2 -CH(R)-COONa + H 2 O अमीनो एसिड पदार्थ की मात्रा और इसकी मात्रा सोडियम नमक बराबर हैं. हालाँकि, हम प्रतिक्रिया समीकरण में किसी भी पदार्थ का द्रव्यमान नहीं पा सकते हैं। इसलिए, ऐसी समस्याओं में अमीनो एसिड और उसके नमक के पदार्थों की मात्रा को दाढ़ द्रव्यमान के माध्यम से व्यक्त करना और उन्हें बराबर करना आवश्यक है:

एम(अमीनो एसिड NH 2 -CH(R)-COOH) = 74 + М R M(लवण NH 2 -CH(R)-COONa) = 96 + М R ν अमीनो एसिड = 8.9 / (74 + М R), ν नमक = 11.1 / (96 + एम आर) 8.9 / (74 + एम आर) = 11.1 / (96 + एम आर) एम आर = 15

यह देखना आसान है कि R = CH 3. यह गणितीय रूप से किया जा सकता है यदि हम मान लें कि R - C n H 2n+1। 14एन + 1 = 15, एन = 1। यह एलानिन - एमिनोप्रोपेनोइक एसिड है।

उत्तर: NH 2 -CH(CH 3) -COOH।

स्वतंत्र समाधान के लिए समस्याएँ.

भाग 1. रचना द्वारा किसी पदार्थ के सूत्र का निर्धारण।

1–1. सामान्य परिस्थितियों में हाइड्रोकार्बन का घनत्व 1.964 ग्राम/लीटर है। इसमें कार्बन का द्रव्यमान अंश 81.82% है। इस हाइड्रोकार्बन का आणविक सूत्र प्राप्त करें।

1–2. डायमाइन में कार्बन का द्रव्यमान अंश 48.65% है, नाइट्रोजन का द्रव्यमान अंश 37.84% है। डायऐमीन का आणविक सूत्र व्युत्पन्न करें।

1–3. हवा में संतृप्त डिबासिक कार्बोक्जिलिक एसिड का सापेक्ष वाष्प घनत्व 4.07 है। कार्बोक्जिलिक अम्ल का आणविक सूत्र व्युत्पन्न करें।

1–4. 2 लीटर एल्केडीन नं. इसका द्रव्यमान 4.82 ग्राम है। एल्केडीन का आणविक सूत्र प्राप्त करें।

1-5. (एकीकृत राज्य परीक्षा 2011)एक संतृप्त मोनोबैसिक कार्बोक्जिलिक एसिड के लिए सूत्र स्थापित करें, जिसके कैल्शियम नमक में 30.77% कैल्शियम होता है।

भाग 2. दहन उत्पादों के आधार पर किसी पदार्थ के सूत्र का निर्धारण।

2–1. सल्फर डाइऑक्साइड के लिए एक कार्बनिक यौगिक का सापेक्ष वाष्प घनत्व 2 है। जब इस पदार्थ का 19.2 ग्राम जलाया जाता है, तो 52.8 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड (एनएस) और 21.6 ग्राम पानी बनता है। किसी कार्बनिक यौगिक का आणविक सूत्र व्युत्पन्न करें।

2–2. 1.78 ग्राम वजन वाले कार्बनिक पदार्थ को अतिरिक्त ऑक्सीजन में जलाने पर 0.28 ग्राम नाइट्रोजन, 1.344 लीटर (एनएस) सीओ 2 और 1.26 ग्राम पानी प्राप्त हुआ। पदार्थ का आणविक सूत्र निर्धारित करें, यह जानते हुए कि पदार्थ के संकेतित नमूने में 1.204 · 10 22 अणु हैं।

2–3. 3.4 ग्राम हाइड्रोकार्बन को जलाने से प्राप्त कार्बन डाइऑक्साइड को 25 ग्राम तलछट प्राप्त करने के लिए अतिरिक्त कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड घोल से गुजारा गया। हाइड्रोकार्बन के लिए सबसे सरल सूत्र प्राप्त करें।

2–4. सी, एच और क्लोरीन युक्त कार्बनिक पदार्थ के दहन के दौरान, 6.72 लीटर (एनएस) कार्बन डाइऑक्साइड, 5.4 ग्राम पानी और 3.65 ग्राम हाइड्रोजन क्लोराइड जारी किया गया। जले हुए पदार्थ का आणविक सूत्र ज्ञात कीजिए।

2-5. (USE-2011)जब अमीन जली, तो 0.448 लीटर (एन.एस.) कार्बन डाइऑक्साइड, 0.495 ग्राम पानी और 0.056 लीटर नाइट्रोजन निकली। इस अमीन का आणविक सूत्र निर्धारित करें।

भाग 3. किसी पदार्थ के रासायनिक गुणों के आधार पर उसका सूत्र निर्धारित करना।

3–1. किसी एल्कीन का सूत्र निर्धारित करें यदि यह ज्ञात हो कि इसका 5.6 ग्राम, जब पानी में मिलाया जाता है, तो 7.4 ग्राम अल्कोहल बनता है।

3–2. 2.9 ग्राम संतृप्त एल्डिहाइड को एसिड में ऑक्सीकरण करने के लिए 9.8 ग्राम कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड की आवश्यकता थी। एल्डिहाइड का सूत्र निर्धारित करें।

3–3. 3 ग्राम वजन का एक मोनोबैसिक मोनोएमिनो एसिड, हाइड्रोजन ब्रोमाइड की अधिकता के साथ 6.24 ग्राम नमक बनाता है। अमीनो एसिड फॉर्मूला निर्धारित करें।

3–4. जब 2.7 ग्राम वजनी एक संतृप्त डायटोमिक अल्कोहल अतिरिक्त पोटेशियम के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो 0.672 लीटर हाइड्रोजन निकलता है। अल्कोहल का सूत्र निर्धारित करें.

3-5. (USE-2011)कॉपर (II) ऑक्साइड के साथ संतृप्त मोनोहाइड्रिक अल्कोहल के ऑक्सीकरण से 9.73 ग्राम एल्डिहाइड, 8.65 ग्राम तांबा और पानी प्राप्त हुआ। इस अल्कोहल का आणविक सूत्र निर्धारित करें।

स्वतंत्र समाधान के लिए समस्याओं के उत्तर और टिप्पणियाँ।

1-1. सी 3 एच 8

1-2. सी 3 एच 6 (एनएच 2) 2

1-3. C2H4(COOH)2

1-5. (HCOO) 2 Ca - कैल्शियम फॉर्मेट, फॉर्मिक एसिड नमक

2-1. सी 8 एच 16 ओ

2-2. सी 3 एच 7 नं

2-3. C 5 H 8 (हम हाइड्रोकार्बन के द्रव्यमान से कार्बन के द्रव्यमान को घटाकर हाइड्रोजन का द्रव्यमान ज्ञात करते हैं)

2-4. सी 3 एच 7 सीएल (यह मत भूलो कि हाइड्रोजन परमाणु न केवल पानी में, बल्कि एचसीएल में भी निहित हैं)

2-5. C4H11N

3-1. सी 4 एच 8

3-2. सी 3 एच 6 ओ

3-3. सी 2 एच 5 नंबर 2

3-4. C4H8(OH)2