Ustalanie wzoru empirycznego i rzeczywistego związku chemicznego Zadania z rozwiązaniami

Zadanie 1 W trakcie analizy chemicznej ustalono, że otrzymany z roztworu uwodniony chlorek baru zawiera 56,15 % baru. Ustal wzór rzeczywisty hydratu. Analiza i założenia do zadania: wzór empiryczny BaCl2 ∙ n H2O mBa = 137 g w 1 molu hydratu mCl = 2 mol ∙ 35,5 g/mol = 71 g chloru w 1 molu hydratu

Zadanie 1 – rozwiązanie obliczenie masy molowej hydratu chlorku baru w której bar stanowi 56,15 % : 137 g Ba ----------- 56,15 % masy BaCl2 ∙ n H2O x ----------- 100,00 % x = 244 g / mol BaCl2 ∙ n H2O obliczenie masy wody w 1 molu hydratu: mH2O = MBaCl2∙nH2O – mBa – mCl = = 244 g/mol – 137 g – 71 g = 36 g obliczenie liczby moli wody: wzór rzeczywisty hydratu: BaCl2 ∙ 2 H2O

Zadanie 2 Próbkę hydratu siarczanu(VI) magnezu o masie 2,46 g rozpuszczono w wodzie i dodano w nadmiarze roztwór chlorku baru, otrzymany osad wysuszono oraz zważono, jego masa wyniosła 2,33 g. Ustal wzór rzeczywisty hydratu siarczanu(VI) magnezu. Analiza i złożenia do zadania: w zadaniu należy pominąć KSO, Mg2++SO42-+Ba2++2Cl-+nH2OBaSO4+Mg2++2Cl-+nH2O, 1 mol(120g) + 1 mol +n mol  1mol(233g) +1mol+n mol, MMgSO4 = 120 g/mol MBaSO4 = 233 g/mol

Zadanie 2 - rozwiązanie Obliczenie masy i moli bezwodnego siarczan(VI) magnezu w próbce: 120 g MgSO4 ----------- 233 g BaSO4 x ----------- 2,33 g BaSO4 x = 1,2 g MgSO4 Obliczenie masy wody w próbce MgSO4∙nH2O mH2O = m – mMgSO4 = 2,46 g – 1,2 g = 1,26 g 0,01 mol hydratu ---------- 1,26 g H2O 1,00 mol hydratu ---------- x x = 126 g H2O

Zadanie 2 – rozwiązanie / cd obliczenie liczby moli / cząsteczek wody w 1 molu / cząsteczce hydratu siarczanu(VI) magnezu: ustalenie wzoru rzeczywistego: MgSO4 ∙ n H2O MgSO4 ∙ 7 H2O

Zadanie 3 masa wody w ogrzewanej próbce hydratu: Próbkę hydratu jodku baru o masie 10,407 g ogrzewano do momentu całkowitego usunięcia wody, masa bezwodnej próbki wyniosła 9,525 g. Ustal wzór hydratu jodku baru. Analiza i założenia do zadania: BaI2 ∙ n H2O  BaI2 + n H2O 1mol(391g + n ∙ 18 g)  mol (391g) + n ∙ 18 g masa wody w ogrzewanej próbce hydratu: mH2O= mBaI2∙nH2O – mBaI2=10,407g – 9,525g = 0,882g

Zadanie 3 – rozwiązanie obliczenie liczby moli BaI2: obliczenie masy i liczby cząsteczek wody w hydracie: 0,02436 mol BaSO4∙nH2O -------- 0,882 g H2O 1,00000 mol BaSO4∙nH2O -------- x ---------------------------------------------------- x = 36,2 g ≈ 36 g H2O ustalenie wzoru rzeczywistego: BaI2 ∙ n H2O BaI2 ∙ 2 H2O

Zadanie 4 Skład pierwiastkowy związku chemicznego jest następujący: sód – 14,29%; siarka – 9,94%; wodór – 6,21%; tlen – 69,56%. Ustal wzór rzeczywisty hydratu: Analiza i założenia do zadania: wzór empiryczny: NaxSyOz ∙ n H2O / NaxSyOzHa Założenie, że masa molowa / masa cząsteczkowa wynosi 100g/mol / 100 u stąd: mNa = 14,29 g; mS = 9,94 g mH = 6,21 g mO = 69,56 g

Zadanie 4 – rozwiązanie obliczenie liczby moli atomów Na, S, H i O w 1 molu hydratu: wszystkie ilości należy podzielić przez najmniejszy wspólny dzielnik, tj. 0,31

Zadanie 4 – rozwiązanie / cd ustalony wzór empiryczny: Na2S1O14H20 ustalenie wzoru rzeczywistego hydratu: w związku wodór wchodzi w skład tylko wody, stąd n = 10 H2O, natomiast pozostałe atomy O wchodzą w skład reszty kwasowej, z = 14 – 10 = 4 Na2SO4 ∙ 10 H2O

Zadanie 5 Wzory niektórych soli można formalnie przedstawić w postaci tlenkowej: CaSiO3  CaO ∙ SiO2 . Ustal wzór rzeczywisty soli i wzór „tlenkowej” soli o zawartości: CaO – 34,56%; CO2 – 54,32%; H2O – 11,12%. Analiza i założenia do zadania: wzór empiryczny: (CaO)x ∙ (CO2)y ∙ (H2O)z pozostałe założenia jak w zadaniu 4: przyjeta masa molowa związku 100 g / mol MCaO = 56g/mol; MCO2 = 44g/mol, MH2O = 18g/mol

Zadanie 5 – rozwiązanie obliczenie liczby moli / cząsteczek tlenków w związku: wzór soli w postaci tlenkowej: CaO ∙ (CO2)2 ∙ H2O wzór rzeczywisty soli: Ca(HCO3)2

Zadanie 6 Mangan tworzy kilka różnych tlenków, których charakter chemiczny zmienia się wraz ze stopniem utlenienia manganu. Ustal wzór rzeczywisty tlenku manganu w którym stosunek mas Mn : O wynosi w przybliżeniu 7 : 2, określ chemiczny tlenku. Analiza i założenia do zadania: należy przyjąć, że masa analizowanego tlenku manganu wynosi 100 u / 100 g/mol, wzór empiryczny tlenku: MnxOy

Zadanie 6 – rozwiązanie obliczenie liczby at. Mn i O w tlenku: 7 ∙ x + 2 ∙ x = 100 u 9 x = 100 u x = 11,11 u 1 : 1,39 wzór rzeczywisty tlenku: MnO charakter chemiczny tlenku: zasadowy

Zadanie 7 Mangan tworzy kilka różnych tlenków, których charakter chemiczny zmienia się wraz ze stopniem utlenienia manganu. Ustal wzór rzeczywisty tlenku manganu w którym stosunek mas Mn : O wynosi w przybliżeniu 1 : 1,02, określ chemiczny tlenku. Analiza i założenia do zadania: należy przyjąć, że masa analizowanego tlenku manganu wynosi 100 u / 100 g/mol, wzór empiryczny tlenku: MnxOy w przypadku otrzymania wartości ułamkowej liczby atomów należy pomnożyć wszystkie wartości, tak aby otrzymać liczby całkowite: a,5 ∙ 2; a,33 ∙ 3; a,25 ∙ 4 .

Zadanie 7 – rozwiązanie obliczenie liczby at. Mn i O w tlenku: 1 ∙ x + 1,02 ∙ x = 100 u 2,02 x = 100 u x = 49,5 u x = 1 2 : 0,9 ∙ 2 y = 3,5 7 wzór rzeczywisty tlenku: Mn2O7 charakter chemiczny tlenku: kwasowy

Zadanie 8 Analiza pewnego związku organicznego wykazała, że na 2,1 g węgla przypada 0,35 g wodoru i 2,8 g tlenu. Gęstość par tego związku względem wodoru wynosi 45. Ustal wzór sumaryczny tego związku oraz wzory grupowe związków organicznych, które są wobec siebie izomerami funkcjonalnymi oraz podaj ich nazwy systematyczne. Analiza i założenie do zadania: wzór empiryczny związku: CxHyOz gęstość wodoru: gęstość analizowanego związku: d = 45 ∙ dH2 = 45 ∙ 0,0893 g/dm3 ≈ 4,0185 g/dm3.

Zadanie 8 – rozwiązanie obliczenie masy molowej związku organicznego: M = Vmol ∙ d = 22,4 dm3/mol ∙ 4,0185 g/dm3 = 90 g/mol obliczenie procentowego C, H i O w związku chemicznym: m = mC + mH + mO = 2,1g + 0,35 g + 2,8 g = 5,25 g 5,25 g ------ 100% 5,25 g ------ 100% 5,2 g ------ 100% 2,10 g C --- x 0,35 g H --- x 2,8 g O --- x x = 40 % C x = 6,6 % H x = 53,3 % O obliczenie masy C, H i O w 1 molu związku: 90 g ------ 100% 90 g ------ 100% 90 g ------ 100% x ------ 40% C x ------ 6,6% H x ------ 53,3% O x ≈ 36 g C x ≈ 6 g H x ≈ 48 g O

Zadanie 8 – rozwiązanie / cd obliczenie liczby moli atomów C, H i O w cząsteczce związku: wzór sumaryczny związku: C3H6O3

Zadanie 8 – rozwiązanie / cd wzory grupowe izomerów funkcjonalnych i pozycyjnych związków o wzorze sumarycznym C3H6O3 : HO-CH2- CH2- COOH kwas 3-hydroksypropanowy / β-hydroksypropanowy, CH3-CH(OH)-COOH kwas 2-hydroksypropanowy / α – hydroksypropanowy / kwas mlekowy, CH2(OH)-CH(OH)-CHO aldehyd glicerynowy / 2,3-dihydroksypropanal, HO-CH2-CO-CH2-OH keton: 1,3-dihydroksypropanon / aceton dihydroksylowy

Zadanie 9 W pewnym alkoholu alifatycznym o masie molowej 62 g/mol stosunek masowy C : H : O wynosi 1,2 : 0,3 : 1,6. Oblicz i podaj, ile moli grup hydroksylowych zwiera 1 mol tego alkoholu, zapisz wzór grupowy tego alkoholu. Analiza i założenia do zadania: wzór empiryczny alkoholu: CxHyOz, na 62 g alkoholu przypada 3,1 części masowych: 62g = 1,2 ∙ x + 0,3 ∙ x + 1,6 ∙ x = 3,1 x

Zadanie 9 – rozwiązanie obliczenie liczby atomów C, H i O w cząsteczce alkoholu: wzór sumaryczny alkoholu: C2H6O2, wzór rzeczywisty alkoholu: HO-CH2-CH2-OH alkohol alifatyczny dihydroksylowy.

Zadanie 10 Analizowany węglowodór zawiera 82,8 % węgla i 17,2 % wodoru a jego gęstość par względem gęstości powietrza atmosferycznego wynosi 2,0. Podaj wzór sumaryczny i nazwy systematyczne izomerów tego węglowodoru. Analiza i założenia do zadania: powietrze atmosferyczne zawiera 80% części objętościowych / masowych azotu i 20% części tlenu. masa molowa powietrza: M = 0,8 ∙ 28 g/mol + 0,2 ∙ 32 g/mol = 28,8 g/mol gęstość molowa powietrza:

Zadanie 10 - rozwiązanie obliczenie gęstości węglowodoru: dw = 2 ∙ dp = 2 ∙ 1,2857 g/dm3 = 2,57 g/dm3, obliczenie masy molowej węglowodoru: Mw = Vmol ∙ dw = 22,4 dm3/mol ∙ 2,57 g/dm3 ≈ 58 g/mol obliczenie liczby atomów węgla i wodoru w cząsteczce o ogólnym wzorze CxHy:

Zadanie 10 – rozwiązanie / cd wzór sumaryczny węglowodoru: C4H10 izomery węglowodoru i ich nazwy systematyczne: CH3-CH2-CH2-CH3 n-butan, CH3-CH-CH3 | CH3 izo-butan / metylopropan

Zadanie 11 W pewnej temp. i pod pewnym ciśnieniem 0,506 dm3 gazu zwierającego 90,32 % krzemu i 9,68 % wodoru ma masę równą w przybliżeniu masie 1,12 dm3 azotu. Oblicz i podaj wzór sumaryczny cząsteczki gazu. Analiza i założenia do zadania: mol dowolnego gazu w tych samych warunkach temp. i ciśnienia zajmuje identyczną objętość, stąd można rozpatrywać objętość w warunkach normalnych azotu i analizowanego gazu, masa azotu zawarta w 1,12 dm3:

Zadanie 11 – rozwiązanie obliczenie masy molowej analizowanego gazu: 0,506 dm3 ------- 1,4 g 22,400 dm3/mol ------- x x = 62 g/mol = Msilanu obliczenie liczby atomów krzemu i wodoru w gazie o wzorze ogólnym SixHy: Wzór analizowanego gazu: Si2H6

Zadanie 12 Na całkowite wytrącenie kationów srebra w 15 cm3 0,1 molowego roztworu AgNO3 zużyto 10 cm3 0,05 molowego roztworu soli chlorkowej. Podaj ogólny wzór soli chlorkowej. Analiza i założenia do zadania: należy pominąć iloczyn rozpuszczalności AgCl, Ag+ + Cl-  AgCl 1 mol + 1 mol  1mol wzór empiryczny soli chlorkowej MeClx.

Zadanie 12 - rozwiązanie obliczenie liczby moli kationów Ag+ w roztworze: 1000 cm3 roztworu AgNO3 --------- 0,1 mol Ag+ 15 cm3 roztworu AgNO3 --------- x x = 0,0015 mol Ag+ obliczenie liczby anionów Cl- w soli MeClx: 1000 cm3 roztworu MeClx --------- x ∙ 0,05 mol Cl- 10 cm3 roztworu MeClx --------- 0,0015 mol Cl- x = 3 wzór ogólny soli chlorkowej: MeCl3

Zadanie 13 Do całkowitego spalenia próbki pewnego węglowodoru zużyto 112 cm3 tlenu a otrzymany tlenek węgla(IV) przepuszczono przez płuczkę wapienną i otrzymano 0,3 g osadu. Wyznacz wzór elementarny węglowodoru. Analiza i założenia do zadania: mol dowolnego gazu w tych samych warunkach temp. i ciśnienia zajmuje identyczną objętość, stąd można rozpatrywać objętość w warunkach normalnych tlenu i analizowanego gazu Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O 1mol + 1mol (44g)  1 mol (100g) + 1 mol

Zadanie 13 - rozwiązanie obliczenie masy węgla w próbce węglowodoru: 100,0 g CaCO3 --------- 12 g C 0,3 g CaCO3 --------- x x = 0,036 g C = mc obliczenie liczby gramów tlenu zużytego do utlenienia węgla i liczby gramów wodoru w próbce gazu: 22,400 dm3 O2 ------ 32 g O2 0,112 dm3 O2 --------- x x = 0,16 g O2 mO2 = 0,16 g – 0,096 g = 0,064 g tlenu zużytego do spalenia wodoru 12,000 g C -------- 32g O2 0,036 g C -------- x x = 0,096 g O2 2 g H2 ------ 16,000 g O2 x ------- 0,064 g O2 x = 0,008 g H2 = mH

Zadanie 13 – rozwiązanie / cd obliczenie masy próbki analizowanego gazu: mC + mH = 0,036 g + 0,008 g = 0,044 g obliczenie liczby atomów C i H w węglowodorze CxHy: 0,044 g -------- 100 % 0,036 g C -------- x x = 81,8 % C / 81,8 g 0,008 g H -------- x x = 18,2 % H / 18,2 g lub C : H = (0,036 g : 12 g/mol) : (0,008 g : 1 g/mol) = 3 : 8 wzór sumaryczny węglowodoru: C3H8 : 6,82 ∙ 3

Zadanie 14 W trakcie hydrolizy pewnego estru otrzymano monohydroksylowy nasycony alkohol o masie cząsteczkowej 46 u i nasycony monokarboksylowy kwas o masie cząsteczkowej 60 u. Ustal wzór grupowy i nazwę analizowanego estru. Analiza i założenia do zadania: O // R – C – O – R + H2O  R-COOH + R-OH wzory ogólne produktów hydrolizy estru: CnH2n+1- COOH; CnH2n+1-OH

Zadanie 14 - rozwiązanie ustalenie wzoru rzeczywistego monohydroksylowego alkoholu CnH2n+1-OH o masie cząsteczkowej 46 u: n ∙ 12 u + (2n + 1) ∙ 1 u + 16 u + 1 u = 46 u 14n = 46 u – 18 u = 28 u, n = 2, CH3 – CH2 – OH Ustalenie wzoru rzeczywistego monokarboksylowego kwasu CnH2n+1-COOH o masie cząsteczkowej 60 u: n ∙ 12 u + (2n + 1) ∙ 1 u + 12 u + 32 u + 1 u = 60 u 14n = 60 u – 46 u = 14 u, n = 1, CH3 – COOH wzór grupowy estru – etanianu (octanu) etanolu: O // CH3 – C – O – CH2 – CH3

Zadanie 15 W wyniku spalenia całkowitego 1 mola pewnego węglowodoru otrzymano 4 mole wody a całkowite zużycie tlenu wyniosło 7 moli. Ustal grupy do jakich może należeć analizowany węglowodór, zapisz wszystkie możliwe wzory grupowe izomerów i nadaj im nazwy systematyczne. Analiza i założenia do zadania: ogólny wzór węglowodoru: CxHy 4 mole wody  4 mole H2 i 2 mole O2, y = 8, pozostałe ilości moli tlenu: 7 mol – 2 mole = 5 moli, 1 mol O2  1 mol CO2, 5 mol O2  5 mol CO2: x = 5.

Zadanie 15 – rozwiązanie wzór ogólny węglowodoru: C5H8 grupa węglowodorów: alkiny (CnH2n-2): 1CH≡C-CH2-CH2-CH3 pent-1-yn CH3-2C≡C-CH2-CH3 / pent-2-yn CH≡C-3CH-CH3 / 3-metylobut-1-yn | CH3

Zadanie 15 – rozwiązanie / cd grupa węglowodorów: alkadieny (CnH2n-2): 1CH2=2C=CH-CH2-CH3 / pent-1,2-dien, 1CH2=CH-3CH=CH-CH3 / pent-1,3-dien, 1CH2=CH-CH2-4CH=CH2 / pent-1,4-dien, 1CH2=2C=3C-CH3 / 3-metylobut-1,2-dien | CH3 1CH2=2C-3CH=CH2 / 2-metylobut-1,3-dien

Zadanie 15 – rozwiązanie / cd grupa węglowodorów: cykloalkeny (CnH2n-2): HC cyklopenten H2C 1CH H2C CH H3C CH2 H2C CH2 H3C 3-metylocykolbuten H3C 1C CH H3C CH3 CH2 3C H2C CH2 H2C 1CH H3C 2C 1C CH3 1-metylocyklobuten 3,3-dimetylocyklopropen 1,2-dimetylocyklopropen

Zadanie 16 Spalono 20 cm3 pewnego gazowego węglowodoru, zużywając 10 cm3 tlenu. Po skropleniu wody pozostało 100 cm3 gazu, którego objętość po przepuszczeniu przez wodny roztwór NaOH nie uległa zmianie. Objętości gazów mierzono w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. Ustal i podaj wzory grupowe izomerów spalonego węglowodoru. Analiza i założenia do zadania: produktami spalania są H2O i CO, mol dowolnego gazu w tych samych warunkach temp. i ciśnienia zajmuje identyczną objętość, stąd można rozpatrywać objętość w warunkach normalnych tlenu, tlenku węgla(II) i analizowanego gazu.

Zadanie 16 – rozwiązanie obliczenie liczby moli gazów węglowodoru, tlenu, tlenku węgla(II) w reakcji i liczby moli tlenu zużytego do spalenia C: 1 mol CxHy ----- 22,40 dm3 x ------ 0,02 dm3 -------------------------------- x = 0,0009 mol CxHy 1 mol O2 ----- 22,40 dm3 x ------ 0,11 dm3 x = 0,0049 mol O2 1 mol CO ----- 22,40 dm3 x = 0,0046 mol CO 2 mol CO ----- 1 mol O2 0,0046 mol CO ----- x ----------------------------------- x = 0,0023 mol O2 obliczenie liczby moli wodoru w próbce węglowodoru: nO2 = 0,0049 mol – 0,0023 mol = 0,0026 mol tlenu zużytego do spalenia wodoru 1 mol O2 ------- 2 mol H2 0,0026 mol O2 ------ x ------------------------------- x = 0,0052 mol H2

Zadanie 16 – rozwiązanie / cd obliczenie liczby atomów C i H w analizowanym węglowodorze: wzór sumaryczny analizowanego węglowodoru: C5H12 wzory grupowe izomerów węglowodorów: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 / n-pentan

Zadanie 16 – rozwiązanie / cd CH3 – 2CH – CH2 – CH3 / 2-metylobutan | CH3 CH3 – C – CH3 / dimetylopropan

Zadanie 17 Zmieszano 20 cm3 pewnego gazowego węglowodoru ze 120 cm3 tlenu i mieszaninę zapalono. Po zakończeniu spalania wodę skroplono a produkty gazowe o objętości 80 cm3 przepuszczono przez płuczkę z wodnym roztworem NaOH i ich objętość zmniejszyła się do 20 cm3 (wszystkie objętości gazów mierzono w tych samych warunkach temperatury i ciśnienia) Ustal i podaj wzory grupowe możliwych izomerów analizowanego węglowodoru, podaj nazwy związków otrzymanych w reakcji chlorowania tych izomerów, zapisz wzory grupowe produktów reakcji izomerów z sodem w podwyższonej temp.

Zadanie 17 / cd Analiza i założenia do zadania: mol dowolnego gazu w tych samych warunkach temp. i ciśnienia zajmuje identyczną objętość, stąd można rozpatrywać objętość w warunkach normalnych tlenu, tlenku węgla(II), tlenku węgla(IV) i analizowanego gazu, produktami gazowymi są tlenki węgla II i węgla IV, z 80 cm3 produktów gazowych: VCO2 = 60 cm3, VCO = 20 cm3. chlorowanie przebiega w obecności uv/temp. zgodnie z regułą Zajcewa, reakcje monochloropochodnych węglowodorów z sodem / reakcje Würtza są reakcjami alkilowania.

Zadanie 17 – rozwiązanie obliczenie liczby moli gazów: węglowodoru – CxHy, CO, CO2 i O2 : 1 mol CxHy ----- 22,40 dm3 x ------ 0,02 dm3 -------------------------------- x ≈ 0,0009 mol CxHy 1 mol O2 ----- 22,40 dm3 x ------ 0,12 dm3 x ≈ 0,00536 mol O2 1 mol CO2 ----- 22,40 dm3 x ------ 0,06 dm3 x ≈ 0,0027 mol CO2 1 mol CO ----- 22,40 dm3 x ------ 0,02 dm3 x ≈ 0,0009 mol CO

Zadanie 17 – rozwiązanie / cd obliczenie liczby moli tlenu do spalenia węglowodoru do H2O, CO, CO2: 1 mol O2 ----- 1 mol CO2 x ------ 0,0027 mol -------------------------------- x ≈ 0,0027 mol O2 1 mol O2 ----- 2 mol CO x ------ 0,0009 mol x ≈ 0,00045 mol O2 liczba moli tlenu zużytego do spalenia wodoru: n = 0,00536 mol – 0,0027 mol – 0,00045 mol ≈ 0,0022 mol obliczenie moli wodoru w próbce węglowodoru: 2 mol H2 -------- 1 mol O2 x -------- 0,00221 mol O2 ----------------------------------------------- x = 0,0044 mol H2

Zadanie 17 – rozwiązanie / cd obliczenie liczby atomów węgla i wodoru w cząsteczce analizowanego węglowodoru CxHy: Wzór sumaryczny węglowodoru: C4H10

Zadanie 17 rozwiązanie / cd izomery butanu: CH3 – CH2 – CH2 – CH3 / n – butan, CH3 – CH – CH3 / metylopropan | CH3 monochloropochodne butanu: 1CH2 – CH2 –CH2 – CH3 / 1-chlorobutan, Cl CH3 – 2CH – CH2 – CH3 / 2-chlorobutan

Zadanie 17 rozwiązanie / cd produkty monochloropochodnych butanu i izobutanu w reakcji z sodem (reakcja Würtza) CH3–CH2–3CH–4CH–CH2–CH3 / 3,4-dimetyloheksan | | CH3 CH3 CH3 | CH3–2C–CH2–CH2–CH2–CH3 / 2,5-dimetyloheksan

Zadanie 17 rozwiązanie / cd monochloropochodne metylopropanu: 1CH2 – 2CH – CH3 / 1-chlorometylopropan | | Cl CH3 Cl | CH3 – 2C – CH3 / 2-chlorometylopropan CH3

Zadanie 17 rozwiązanie / cd produkty monochloropochodnych butanu i izobutanu w reakcji z sodem (reakcja Würtza) CH3–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH3 / n-oktan CH3–2CH–CH2–CH2–CH2–CH2–CH3 / 2-metyloheptan | CH3 CH3–2CH–CH2–4CH–CH2–CH3 / 2,4-dimetyloheksan | | CH3 CH3 CH3–2CH–CH2–CH2–5CH–CH3 / 2,5-dimetyloheksan | | CH3 CH3

Zadanie 17 rozwiązanie / cd produkty monochloropochodnych butanu i izobutanu w reakcji z sodem (reakcja Würtza) CH3 | CH3–2C – 3CH–CH2–CH3 / 2,2,5-trimetylopentan | | CH3 CH3 CH3–2C – 3C–CH3 / 2,2,3,3-tetrametylobutan CH3 CH3

Zadanie 18 Zmieszano 20 cm3 pewnego gazowego węglowodoru ze 150 cm3 tlenu i mieszaninę zapalono. Po zakończeniu całkowitego spalania wodę skroplono a produkty gazowe o objętości 100 cm3 przepuszczono przez płuczkę z wodnym roztworem NaOH i ich objętość zmniejszyła się do 20 cm3 (wszystkie objętości gazów mierzono w tych samych warunkach temperatury i ciśnienia) Ustal i podaj wzory grupowe możliwych izomerów analizowanego węglowodoru jeżeli izomery tego węglowodoru ulegają reakcji substytucji – halogenowania dając monohalogenowęglowodory alifatyczne nasycone.

Zadanie 18 / cd Analiza i założenia do zadania: mol dowolnego gazu w tych samych warunkach temp. i ciśnienia zajmuje identyczną objętość, stąd można rozpatrywać objętość w warunkach normalnych tlenu, tlenku węgla(II), tlenku węgla(IV) i analizowanego gazu, produktami gazowymi jest tlenek węgla IV, z 100 cm3 produktów gazowych: VCO2 = 80 cm3, VO2 = 20 cm3 - użyty w nadmiarze, analizowanym jest węglowodór nasycony o wzorze ogólnym CnH2n+2, wynika to z reakcji substytucji, której ulega ten związek (w określnych warunkach substytucji mogą ulec również węglowodory nienasycone).

Zadanie 18 - rozwiązanie / cd obliczenie liczby moli węglowodoru CnH2n+2, CO2, 1 mol ----- 22,4 dm3 CnH2n+2 x ----- 0,02 dm3 -------------------------------------- nCnH2n+2 = x = 0,00089 mol 1 mol ----- 22,4 dm3 CO2 x ----- 0,08 dm3 nCO2 = x = 0,00357 mol obliczenie liczby atomów węgla w węglowodorze CnH2n+2 wzór sumaryczny analizowanego węglowodoru: C4H10

Zadanie 18 - rozwiązanie / cd sprawdzenie założenia o całkowitym spaleniu węglowodoru i użyciu tlenu w nadmiarze: 1 mol C ------------- 22,4 dm3 O2 0,00357 mol C ----- x -------------------------------------- x = 0,07997 dm3 ≈ 80 cm3 O2 2 mole H2 -------- 22,4 dm3 O2 0,0089 mol H : 2 ---- x ---------------------------------------- x = 0,4984 dm3 ≈ 50cm3 O2 obliczenie objętości nadmiaru tlenu: VO2 = 150 cm3 – 80 cm3 – 50 cm3 = 20 cm3

Zadanie 18 - rozwiązanie c/d izomery konstytucyjne – szkieletowe butanu: CH3 – CH2 – CH2 – CH3 n – butan, CH3 – CH – CH3 | CH3 izobutan / metylopropan