Приклади розв’язування типових задач.

Розв’язування задач на виведення формул органічних речовин

Розв’язування розрахункових задач з хімії – одна зі складових хімічної освіти поряд із вивченням і засвоєнням теоретичного матеріалу та опануванням технікою експерименту.
Систематичне розв’язування задач сприяє формуванню глибоких і міцних знань, свідомих і стійких умінь, розвитку логічного мислення учнів.

Задача 1. Вуглеводні

Визначте істинну формулу вуглеводню, при спалюванні 4,4 г якого одержали 13,2 г карбон(IV) оксиду і 7,2 г води. Відносна густина парів вуглеводню за воднем дорівнює 22.

Розв’язання
I спосіб
1) Напишемо рівняння реакції:
.
2) Із рівняння реакції видно, що всі атоми Карбону з даної речовини переходять у , а Гідрогену — в . Знаючи маси і , обчислимо кількості цих речовин:
;
.
3) Із рівняння реакції виходить:
;
.
4) Найпростіше цілочисельне співвідношення і у цьому вуглеводні дорівнює: , отже, найпростіша формула вуглеводню: .
5) Обчислимо його молярну масу:
(г/моль).
6) Порівняємо з молярною масою, обчисленою за густиною за воднем:

Отже, у цьому випадку найпростіша формула є істинною.
ІІ спосіб
1) Обчислимо молярну масу речовини:

2) Запишемо рівняння реакції.
Підпишемо дані задачі над рівнянням, молярні маси речовин — під рівнянням:

3) Складемо відповідні пропорції і знайдемо х та у, що відповідають індексам у формулі речовини:
;
;
;
.
Відповідь. Формула вуглеводню: .

Задача 2

на застосування закону Гей-Люссака. 

При згорянні 2 об’ємів газоподібного вуглеводню одержали 4 об’єми вуглекислого газу і 6 об’ємів парів води. Об’єми всіх газів виміряні за однакових умов. Знайдіть формулу речовини.

Розв’язання
1) Закон Гей-Люссака: об’єми газів, що беруть участь у реакції, вимірювані за однакових умов, відносяться як взаємно прості цілі числа (вони дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам у рівнянні):

2) На підставі даних задачі можна записати рівняння:
,
або .
3) Звідси легко визначити формулу вуглеводню (за законом збереження речовини, кількість атомів Карбону і Гідрогену в обох частинах рівняння однакова). Формула речовини: — етан.
Відповідь. Формула речовини: .

Задача 3. 

Визначте молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Карбону в якому дорівнює 85,7 %. Відносна густина вуглеводню за воднем дорівнює 21.

Розв’язання
I спосіб
1) Знаходимо масу вуглеводню за густиною за воднем:
; ;
; .
2) Масова частка елемента в сполуці дорівнює:
,
де n — індекс, що стоїть при даному елементі.
Звідси: .
3) Підставимо дані задачі:
,
тобто у формулі сполуки 3 атоми Карбону.
4) Знайдемо масову частку Гідрогену й обчислимо індекс при атомі Карбону:
.
.
Формула: — пропен.
II спосіб
1) Маса вуглеводню дорівнює 100 г.
2) Знайдемо масову частку Гідрогену в сполуці: .
3) Обчислимо маси Карбону й Гідрогену в 100 г вуглеводню:
; ;
(г);
(г).
4) У формулі x і y — кількості речовини Карбону і Гідрогену відповідно, які знаходяться за формулою:
;
.
Ділимо отриманий результат на найменше значення, тобто на 7,14:
.
Найпростіша формула вуглеводню: , молярна маса: .
5) Порівняємо з істинною масою, знайденою за густиною,— 42 г/моль: . Отже, індекси треба збільшити в 3 рази. Істинна формула речовини: — пропен.
Відповідь. Формула речовини: .