Тип 1: Нахождение молекулярной формулы органического вещества на основании его плотности и массовых долей элементов (процентного состава).

Задача: Хлоропроизводное предельного углеводорода имеет плотность по водороду, равную 118.5.

Массовые доли элементов в этом соединении следующие: Cl ‑ 89.9%; C - 10.1%. Найти молекулярную формулу данного соединения.

Дано:
w(Cl) = 89.9%
w(C) = 10.1%
CxCly = ?

Решение:

Находим Mr (необходимо помнить, что без знания Mr установить точную формулу нельзя):

Mr = 2 · 118.5 = 237.

Существуют два способа дальнейшего решения задачи.

Способ 1 решения (наиболее простой): на основании математической формулы массовой доли элемента.

С исходными математическими формулами учащиеся знакомы еще с 8 класса (ранее был выделен данный тип задач, сейчас – нет).

Если вещество C_xCl_y, его относительная молекулярная масса известна, то

, ,

из чего следует:

, ,

, .

Ответ: Молекулярная формула соединения – C₂Cl₆.

Способ 2 решения задачи используется чаще всего, если не известна Mr. Он заключается в нахождении первоначально соотношения числа (N) атомов элементов, образующих молекулу.

Исходим из тех же математических формул для x и y:

,

после преобразований получаем:

, .

Следует объяснить учащимся, что число атомов может быть только целым, поэтому надо разделить большее число на меньшее:

x : y = 1 : 3.

Таким образом, простейшая формула соединения CCl₃. Сравним Mr данной молекулы с Mr, вычисленной на основании .

Mr(CCl₃) = 12 + 3 · 35.5 = 118.5,

что в два раза меньше, чем вычислено по , то есть формула соединения (CCl₃)₂ или C₂H₆.

Первый способ, если известна относительная молекулярная масса, является более предпочтительным.