Определение формул органических веществ. Необходимые теоретические сведения

Обычно решение этих задач не представляет особых сложностей, однако часто выпускники теряют баллы на этой задаче.

Причин бывает несколько:
Некорректное оформление;
Решение не математическим путем, а методом перебора;
Неверно составленная общая формула вещества;
Ошибки в уравнении реакции с участием вещества, записанного в общем виде.

Типы задач в задании С5.
Задачи на определение формулы органического вещества бывают нескольких видов:
Определение формулы вещества по массовым долям химических элементов или по общей формуле вещества;
Определение формулы вещества по продуктам сгорания;
Определение формулы вещества по химическим свойствам.

Необходимые теоретические сведения

План
Массовая доля элемента в веществе
Молекулярная и простейшая формула вещества
Относительная плотность газа Х по газу У — DпоУ(Х)
Абсолютная плотность газа при нормальных условиях
Общие формулы веществ разных классов

1) Массовая доля элемента в веществе
Массовая доля элемента — это его содержание в веществе в процентах по массе.

Например, в веществе состава С2Н4 содержится 2 атома углерода и 4 атома водорода.
Если взять 1 молекулу такого вещества, то его молекулярная масса будет равна:
Мr(С2Н4) = 2 • 12 + 4 • 1 = 28 а.е.м. и там содержится 2 • 12 а.е.м. углерода.
Чтобы найти массовую долю углерода в этом веществе, надо его массу разделить на массу всего вещества:
ω(C) = 12 • 2 / 28 = 0,857 или 85,7%.

Если вещество имеет общую формулу СхНуОz, то массовые доли каждого их атомов так же равны отношению их массы к массе всего вещества.
Масса х атомов С равна — 12х, масса у атомов Н — у, масса z атомов кислорода — 16z.
Тогда
ω(C) = 12 • х / (12х + у + 16z)

Если записать эту формулу в общем виде, то получится следующее выражение:
Массовая доля атома Э в веществе =
Аr(Э) • z
——————
Mr(вещ.)
Mr(вещ.) - Молекулярная масса вещества
Аr(Э) -Атомная масса атома Э
z - число атомов Э в молекуле

2) Молекулярная и простейшая формула вещества
Молекулярная (истинная) формула — формула, в которой отражается реальное число атомов каждого вида, входящих в молекулу вещества.
Например, С6Н6 — истинная формула бензола.
Простейшая (эмпирическая) формула — показывает соотношение атомов в веществе.
Например, для бензола соотношение С:Н = 1:1, т.е. простейшая формула бензола — СН.
Молекулярная формула может совпадать с простейшей или быть кратной ей.

Примеры

Если в задаче даны только массовые доли элементов, то в процессе решения задачи можно вычислить только простейшую формулу вещества.
Для получения истинной формулы в задаче обычно даются дополнительные данные — молярная масса, относительная или абсолютная плотность вещества или другие данные, с помощью которых можно определить молярную массу вещества.

3) Относительная плотность газа Х по газу У — DпоУ(Х).
Относительная плотность D — это величина, которая показывает, во сколько раз газ Х тяжелее газа У.
Её рассчитывают как отношение молярных масс газов Х и У:
DпоУ(Х) = М(Х) / М(У)

Часто для расчетов используют относительные плотности газов по водороду и по воздуху.
Относительная плотность газа Х по водороду:
Dпо H2 = M(газа Х) / M(H2) = M(газа Х) / 2

Относительная плотность газов по по воздуху
Воздух — это смесь газов, поэтому для него можно рассчитать только среднюю молярную массу.
Её величина принята за 29 г/моль (исходя из примерного усреднённого состава).
Поэтому:
Dпо возд. = М(газа Х) / 29

4) Абсолютная плотность газа при нормальных условиях
Абсолютная плотность газа — это масса 1 л газа при нормальных условиях.
Обычно для газов её измеряют в г/л.
ρ = m(газа) / V(газа)
Если взять 1 моль газа, то тогда:
ρ = М / Vm,
а молярную массу газа можно найти, умножая плотность на молярный объём.

5)Общие формулы веществ разных классов
Часто для решения задач с химическими реакциями удобно пользоваться не обычной общей формулой, а формулой, в которой выделена отдельно кратная связь или функциональная группа.

Источники
http://ege-study.ru/materialy-ege/ximiya-chast-s-zadacha-s5-opredelenie-formul-organicheskix-veshhestv/