Bài 21: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

1.1. Định nghĩa

Công thức đơn giảng nhất là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên ltố trong phân tử.

1.2. Cách thiết lập CTĐGN

Gọi công thức đơn giản nhất (CTĐGN) của hợp chất đó là: C_xH_yO_z

Lập tỉ lệ: x:y:z = n_C : n_H :n_O  \( = \frac{{{m_C}}}{{12}}:\frac{{{m_H}}}{1}:\frac{{{m_O}}}{{16}}\)

Hoặc \(x:y:z = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}\)

⇒ CTĐGN của hợp chất: C_xH_yO_z (x, y, z: Số nguyên tối giản)

2.1. Định nghĩa

Công thức phân tử (CTPT) là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.

2.2. Mối quan hệ giữa CTPT và CTĐGN

Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong công thức phân tử là một số nguyên lần số ngtử của nó trong CTĐGN.

- Trong một số trường hợp:CTPT = CTĐGN

- Một số chất có công thức phân tử khác nhau nhưng có cùng CTĐGN

3.1. Thông qua CTĐGN

(C_aH_bO_c)n → M_A = (12a + 1b + 16c) .n 

Với a,b,c đã biết kết hợp M_A

Tính được n => CTPT

3.2. Dựa vào thành phần trăm về khối lượng các nguyên tố

Xét sơ đồ: C_xH_yO_z → xC + yH + zO.

Klg (g)         M(g)       12x       y    16z

%m            100%         C%   H%   Z%.

Từ tỉ lệ:

\(\frac{M}{{100}} = \frac{{12x}}{{\% C}} = \frac{y}{{\% H}} = \frac{{16z}}{{\% O}}\)

\(\begin{array}{l}
 \Rightarrow x = \frac{{M.\% C}}{{12.100\% }}\\
y = \frac{{M.\% H}}{{100\% }}\\
z = \frac{{M.\% O}}{{16.100\% }}
\end{array}\)

3.3. Tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm đốt cháy

C_xH_yO_z+(x+y/4–z/2)O₂→ xCO₂ + y/2H₂O                                                                     

1mol                         xmol     y/2mol

\(x = \frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_A}}};y = \frac{{2.{n_{{H_2}O}}}}{{{n_A}}}\)

Biết M_A; x; y →12x+1y+16z = M_A

\(\Rightarrow z = \frac{{{M_A} - 12x - 1y}}{{16}}\)

Bài 1:

Đốt cháy hoàn toàn 0,6 gam một HCHC A thu được 0,448 lit khí CO₂ (đkc) và 0,36 gam H₂O. Tìm CTĐGN của A?

Hướng dẫn:

Đặt CTĐGN của A là \({C_x}{H_y}{O_z}\)

\({m_C} = \frac{{12.0,448}}{{22,4}} = 0,24(g);{m_H} = \frac{{2.0,36}}{{18}} = 0,04(g)\)

⇒ m_O= 0,6 – 0,24 – 0,04 = 0,32 (g)

Lập tỉ lệ:

x:y:z = \frac{{0,24}}{{12}}:\frac{{0,04}}{1}:\frac{{0,32}}{{16}} = 0,02:0,04:0,02\)

\(x:y:z = \frac{{0,24}}{{12}}:\frac{{0,04}}{1}:\frac{{0,32}}{{16}} = 0,02:0,04:0,02\)

Biến đổi thành tỉ lệ số nguyên đơn giản: 1:2:1

⇒ CTĐGN là: CH₂O

Bài 2:

Phenol phtalein có %m: %C = 75,47% , % H = 4,35%, % O = 20,18%. Khối lượng mol phân tử của phenolphtalein là 318 g/mol. Hãy lập CTPT của nó. 

Hướng dẫn:

Gọi CxHyOz (x,y,z là số nguyên dương)

\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
x = \frac{{318.75,47}}{{12.100}} = 20;\\
y = \frac{{318.4,35}}{{100}} = 14;
\end{array}\\
{z = \frac{{318.20,18}}{{16.100}} = 4}
\end{array}\)

⇒ CTPT: C₂₀H₁₄O₄

1.1. Định nghĩa

Công thức đơn giảng nhất là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên ltố trong phân tử.

1.2. Cách thiết lập CTĐGN

Gọi công thức đơn giản nhất (CTĐGN) của hợp chất đó là: C_xH_yO_z

Lập tỉ lệ: x:y:z = n_C : n_H :n_O  \( = \frac{{{m_C}}}{{12}}:\frac{{{m_H}}}{1}:\frac{{{m_O}}}{{16}}\)

Hoặc \(x:y:z = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}\)

⇒ CTĐGN của hợp chất: C_xH_yO_z (x, y, z: Số nguyên tối giản)

2.1. Định nghĩa

Công thức phân tử (CTPT) là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.

2.2. Mối quan hệ giữa CTPT và CTĐGN

Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong công thức phân tử là một số nguyên lần số ngtử của nó trong CTĐGN.

- Trong một số trường hợp:CTPT = CTĐGN

- Một số chất có công thức phân tử khác nhau nhưng có cùng CTĐGN

3.1. Thông qua CTĐGN

(C_aH_bO_c)n → M_A = (12a + 1b + 16c) .n 

Với a,b,c đã biết kết hợp M_A

Tính được n => CTPT

3.2. Dựa vào thành phần trăm về khối lượng các nguyên tố

Xét sơ đồ: C_xH_yO_z → xC + yH + zO.

Klg (g)         M(g)       12x       y    16z

%m            100%         C%   H%   Z%.

Từ tỉ lệ:

\(\frac{M}{{100}} = \frac{{12x}}{{\% C}} = \frac{y}{{\% H}} = \frac{{16z}}{{\% O}}\)

\(\begin{array}{l}
 \Rightarrow x = \frac{{M.\% C}}{{12.100\% }}\\
y = \frac{{M.\% H}}{{100\% }}\\
z = \frac{{M.\% O}}{{16.100\% }}
\end{array}\)

3.3. Tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm đốt cháy

C_xH_yO_z+(x+y/4–z/2)O₂→ xCO₂ + y/2H₂O                                                                     

1mol                         xmol     y/2mol

\(x = \frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_A}}};y = \frac{{2.{n_{{H_2}O}}}}{{{n_A}}}\)

Biết M_A; x; y →12x+1y+16z = M_A

\(\Rightarrow z = \frac{{{M_A} - 12x - 1y}}{{16}}\)

Bài 1:

Đốt cháy hoàn toàn 0,6 gam một HCHC A thu được 0,448 lit khí CO₂ (đkc) và 0,36 gam H₂O. Tìm CTĐGN của A?

Hướng dẫn:

Đặt CTĐGN của A là \({C_x}{H_y}{O_z}\)

\({m_C} = \frac{{12.0,448}}{{22,4}} = 0,24(g);{m_H} = \frac{{2.0,36}}{{18}} = 0,04(g)\)

⇒ m_O= 0,6 – 0,24 – 0,04 = 0,32 (g)

Lập tỉ lệ:

x:y:z = \frac{{0,24}}{{12}}:\frac{{0,04}}{1}:\frac{{0,32}}{{16}} = 0,02:0,04:0,02\)

\(x:y:z = \frac{{0,24}}{{12}}:\frac{{0,04}}{1}:\frac{{0,32}}{{16}} = 0,02:0,04:0,02\)

Biến đổi thành tỉ lệ số nguyên đơn giản: 1:2:1

⇒ CTĐGN là: CH₂O

Bài 2:

Phenol phtalein có %m: %C = 75,47% , % H = 4,35%, % O = 20,18%. Khối lượng mol phân tử của phenolphtalein là 318 g/mol. Hãy lập CTPT của nó. 

Hướng dẫn:

Gọi CxHyOz (x,y,z là số nguyên dương)

\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
x = \frac{{318.75,47}}{{12.100}} = 20;\\
y = \frac{{318.4,35}}{{100}} = 14;
\end{array}\\
{z = \frac{{318.20,18}}{{16.100}} = 4}
\end{array}\)

⇒ CTPT: C₂₀H₁₄O₄