Sarcinile de Chimie Organică

antrenor virtuale

Sarcinile de Chimie Organică
Sarcinile de Chimie Organică

În natură, există mai multe milioane de compuși de carbon, și în același timp, nu se ajunge la compușii și jumătate din toate celelalte elemente. Cu toate acestea, în liceu de chimie organică se acordă puțină atenție în mod disproporționat.
Vom încerca să umple acest gol. Acesta va discuta problema tuturor tipurilor comune.
În special, astfel:

După ce a însușit tehnica de rezolvare a problemelor în chimia organică, este posibil să se facă auto-formare. Este util pentru a rezolva temele date aici:

1. Determinarea substanțelor chimice cu formula pentru produsele sale de ardere

Acesta este tipul tradițional de probleme în chimia organică, născută în ultimul secol din practica de zi cu zi a chimist analitice experimentale. Să ne uităm la o tehnică pentru rezolvarea unor astfel de probleme.

Sarcină. În timpul arderii materiei organice formate cântărind 4,8 g 3,36 L CO2 (STP) și 5,4 g de apă. Densitatea materiei organice pentru vaporii de hidrogen este 16. Se determină formula moleculară a substanței.

Decizie. Produsele de substanțe de ardere constau din trei elemente: carbon, hidrogen, oxigen. Este evident că toate carbonul conținut în CO2 inclus în compoziția acestui compus. și toate hidrogenul convertit în apă. Dar oxigenul poate adera în timpul arderii aerului și poate fi parțial conținut în substanță. Pentru a determina cel mai simplu compus cu formula trebuie să cunoaștem compoziția sa elementară. Am găsit cantitatea de produse de reacție (mol):
n (CO2) = V (CO2) / VM = 3,36 l. 22,4 l / mol = 0,15 mol
n (H2O) = m (H2O) / M (H2O) = 5,4 g 18 g / mol = 0,3 mol
În consecință, în compusul de pornire a constat din 0,15 mol de atomi de carbon și 0,6 moli de atomi de hidrogen: n (H) = 2n (H2O), ca într-o singură moleculă de apă conține doi atomi de hidrogen. Se calculează greutatea lor folosind formula:
m = n x M
m (H) = 0,6 mol x 1 g / mol = 0,6 g
m (C) = 0,15 mol x 12 g / mol = 1,8 g
Se determină dacă oxigenul este inclus în compoziția materiei prime:
m (O) = 4,8 - (0,6 + 1,8) = 2,4 g
Am găsit numărul de moli de atomi de oxigen:
n (O) = m (O) / M (O) = 2,4 g 16 g / mol = 0,15 mol
Raportul dintre numărul de atomi din molecula de compus organic care începe în mod proporțional cu fracțiunile lor molare:
n (CO2). n (H). n (O) = 0,15. 0.6. 0,15 = 1. 4. 1
cea mai mică dintre aceste valori (0,15) ia pentru a fi 1, iar ceilalți l împărtășească.
Astfel, cea mai simpla formula CH4 O. Cu toate acestea, materialul de pornire pentru condiția problemei este necesară pentru a determina formula moleculară, care în forma sa generală este: (CH4 O) x. Să ne găsim valoarea lui x. Pentru a compara acest mase molare de material și formula sa cea mai simplă de pornire:
x = M (CH4 O) x / M (CH4 O)
Cunoscând densitatea relativă a materiei prime pentru hidrogen, se constată că o substanță masă molară:
M (CH4 O) x = M (H2) x D (H2) = 2 g / mol x 16 = 32 g / mol
x = 32 g / mol / 32 g / mol = 1
Există un al doilea exemplu de realizare a găsi x (algebric):
12x + 4x + 16x = 32; 32 x = 32; x = 1

Răspuns. Formula de pornire a materiei organice CH4 O.

2. Teorie și realitate (sarcini randamentul)

schema de calcul pe ecuații chimice pe baza legii conservării masei și a substanțelor valabile în cazul în care a reacționat vin substanțe absolut pure și interacțiunea lor are loc fără pierderi. Cu toate acestea, în practică, produșii de reacție sunt întotdeauna formate mai mici decât a fost produs în conformitate cu calculele. Prin urmare, una dintre cele mai importante caracteristici ale procesului chimic - un randament practic al produsului de reacție h:
h = mprakt (Vprakt; nprakt). MTeoR (Vteor; nteor)> x 100%
în care mprakt (Vprakt; nprakt) - greutate, volum sau număr de material produs rezultat practic și MTeoR (Vteor; nteor) - greutate, volum sau număr de material produs calculat teoretic (în ecuația reacției).

Sarcină. In stabilirea de laborator de 120 l de acetilenă (NU) a dat 60 g de benzen. Găsiți un mod practic de benzen.

3. Reacțiile în care unul dintre reactanți este luat într-un exces

Sarcină. Ce cantitate de hidrogen (STP), obținut prin reacția 2 moli de sodiu metalic în 96% (în greutate) soluție de etanol în apă (V = 100 ml, densitatea d = 0,8 g / ml).

Decizie. Condițiile problemei având în vedere numărul de ambii reactivi - un semn sigur că oricare dintre ele este în exces. Găsim greutatea de etanol, a introdus în reacție:
m (soluție) = V x d = x 100 ml 0,8 g / ml = 80 g
m (C2 H5 OH) = m (soluție) x w%>. 100 g = 80% x 0,96 = 76,8 g
Am găsit o cantitate predeterminată de etanol în moli:
n (C2 H5 OH) = m (C2 H5 OH) / M (C2 H5 OH) = 76,84, 46 g / mol = 1,67 mol
Deoarece o cantitate predeterminată de sodiu a fost de 2 moli, în problema de sodiu noastră prezentă în exces. Prin urmare, cantitatea de hidrogen va fi determinată de cantitatea selectată de etanol:
n1 (H2) = 1/2 n (C2 H5 OH) = 1/2 x 1,67 mol = 0,835 mol
V1 (H2) = n1 (H2) x VM = 0,835 x 22,4 L mol / L mol = 18,7
Dar acest lucru nu este răspunsul final. Fii atent.
Apa conținută în soluția de alcool, de asemenea, reacționează cu sodiu cu hidrogen.
Am găsit un corp de apă:

m (H2O) = m (soluție) x w%>. 100 g = 80% x 0,04 = 3,2 g
n (H2O) = m (H2O) / M (H2O) = 3,2 g 18 g / mol = 0,178 mol
Cantitatea de sodiu rămas neconsumat după reacția cu etanol este:
n (Na, reziduu) = 2 mol - 1,67 mol = 0,33 mol
Astfel, în comparație cu o cantitate predeterminată de apă (0,178 mol) de sodiu este încă în exces.
Am găsit numărul și volumul de hidrogen eliberat prin reacția (2):

4. Reacțiile din faza gazoasă

Când calculat în conformitate cu ecuațiile acestor reacții trebuie reamintit faptul că raporturile cantitative ale reactanților au o trăsătură care rezultă din legea lui Avogadro, și anume:
Pentru reacțiile care apar între substanța gazoasă, raportul volumetric al reactanților și produșilor de reacție este raportul dintre coeficienții respectivi ai ecuației reacției.

Sarcină. Ce volum de aer (STP) necesară pentru arderea unui amestec format din 5 l și 15 l de acetilenă metan?

Otvet.V (aer) = 226 l