Lý thuyết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ

* Các loại công thức:

- Công thức tổng quát: CxHyOzNt...
Cho biết thành phần nguyên tố.
- Công thức đơn giản: Công thức thực nghiệm, công thức nguyên
VD: (CH3O)n với n = 1, 2, 3,...
Cho biết thành phần nguyên tố, tỉ lệ giữa các nguyên tử.
- Công thức đơn giản nhất ứng với (CH3O)n là CH3O.
- Công thức phân tử:
(CH3O)2 => C2H6O2;
Cho biết thành phần, tỉ lệ, số nguyên tử của các nguyên tố.
Ngoài ra, còn có công thức cấu tạo: Biểu diễn thứ tự, cách liên kết của các nguyên tử trong phân tử.

1. Lập công thức đơn giản:

(CxHyOzNt)n
Giải x, y, z, t với điều kiện: Nguyên dương, tỉ lệ tối giản.
x : y : z : t = mC/12 : mH/1 : mO/16 : mN/14 = %C/12 : %H/1 : %O/16 : %N/14;

2. Lập công thức phân tử:

a gam hợp chất hữu cơ A: CxHyOzNt
Giải x, y, z, t: Nguyên dương không rút gọn.
12x/mC = y/mH = 16z/mO = 14t/mN = M(A)/a;
Hoặc: 12x/%C = y/%H = 16z/%O = 14t/%N = M(a)/100%;
Từ đó tìm x, y, z, t.
Lưu ý:
M(A) = dA/B * M(B);
M(A) = 29 * dA/kk;
M(A) = m/nA = (22.4 * mA)/V(A)đkc;
M(A) = mA/mB * M(B) nếu A, B cùng thể tích ở cùng điều kiện.
* Nếu có sẵn CTDG (CxHyOzNt)n
=> M(A) = (PTK của CTDG) * n;

3. Lập công thức phân tử theo phản ứng cháy:

Tính số mol của sản phẩm cháy CO2, H2O, N2.
Lập tỉ lệ số mol theo phương trình:
CxHyOz + (x + y/4 + z/2)O2 ----> xCO2 + y/2H2O;
Ta có phương trình:
1/nCxHyOz = (x + y/4 + z/2)/nO2 (phản ứng) = x/nCO2 + (y/2)/nH2O;
Hoặc thay thế số mol bằng thể tích ở đkc n => V;

* Các trường hợp đặc biệt:

- Sản phẩm cháy gồm: CO2, hơi H2O, N2-- qua bình H2SO4, P2O5, CaCl2 khan, CuSO4 khan --> Khối lượng bình tăng là mH2O.
- Sản phẩm cháy -- qua dung dịch kiềm NaOH, KOH --> Khối lượng bình tăng là mCO2.
- Sản phẩm cháy -- qua dung dịch kiềm dư --> Khối lượng bình tăng là mCO2 + mH2O.
- Sản phẩm cháy -- qua Ca(OH)2 hay Ba(OH)2 --> kết tủa CaCO3 + dung dịch X.
- Dung dịch X có thể tăng hoặc giảm:
+ mdd tăng = mCO2 + mH2O - mCaCO3;
+ mdd giảm = mCaCO3 - mCO2 - mH2O;
- Dung dịch X đem đun nóng hoặc tác dụng tiếp với kiềm => Thu được kết tủa nữa => dung dịch X có muối Ca(HCO3)2 => nCO2 = n (kt trước) + 2*n (kt sau);
Bài toán có dạng: x gam chất HC + y gam O2 dùng = mCO2 + mH2O + mN2;
x gam chất HC --đốt--> CO2 + H2O => mC và mH;
x' gam chất HC --đốt--> Thể tích V lít N2 => mN
=> Chuyển mN từ x' về x => mN(x) = [mN(x')*x]/x';
- Số liệu bằng chữ => mC, mH, mN, mO => tính theo chữ nào đó.
- Nếu cho dữ kiện PTK của chất HC: Tìm CTDG => Tìm n theo PTK;
- Nếu không cho PTK của HC: Tìm CTDG => Tìm n theo điều kiện giới hạn giữa các nguyên tố:
+ CxHy và CxHyOz:
y ≤ 2x + 2;
y số chẵn;
+ CxHyNt và CxHyOzNt:
y ≤ 2x + 2 + t;
t lẻ thì y chẵn;
t chẵn thì y chẵn;
- Xác định thể tích:
V các khí gồm V(A), V(O2 dùng), V(CO2), V(H2O), V(N2);
V(Chất HC A) + V(O2 dư) --Đốt--> V1 hỗn hợp khí gồm: CO2, H2O, N2, O2 dư --qua P2O5, H2SO4₫, CaCl2, CuSO4 khan hoặc làm lạnh --> còn V2 gồm: CO2, N2, O2 dư -- dung dịch kiềm --> còn V3 gồm: N2 và O2 dư --Photpho--> N2;
V(CO2) = V2 - V3;
V(H2O) = V1 - V2;
V(O2 phản ứng) = V(O2 đầu) - V(O2 dư);
- Đối với hợp chất không có oxi:
BTNT Oxi => nO2 dùng = nCO2 + 1/2nH2O;
- Đối với hợp chất có Oxi: BT Oxi
nHC*z + nO2*2 = nCO2*2 + nH2O
- Với bất kì hợp chất nào: CxHy, CxHyOz
x = nCO2/nHC;
y= 2nH2O/nHC;

Mọi thắc mắc các bạn hãy gửi câu hỏi về Fanpage: Hóa Học Unlimited để được giải đáp sớm nhất có thể.
Chúc bạn thành công !