Hỗn hợp M chứa hai chất hữu cơ thuộc cùng dãy đồng đẳng và hơn kém nhau 2 nguyên tử cacbon

Giải SBT Hoá 11

Bài 24.8 trang 36 Sách bài tập Hóa học 11:

Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.

Lời giải:

Số mol 2 chất trong 7,28g M: 

$\frac{2,94}{28}=0,105$ (mol)

Số mol 2 chất trong 5,2g M:  

$\frac{0,105.5,2}{7,28}=0,075$ (mol)

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

${\mathrm{m}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}={\mathrm{m}}_{\mathrm{M}}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{O}}_2}$= 12,4(g)

Theo đầu bài, ta có: ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$ = n

44n + 18n = 12,4 suy ra n = 0,2 (mol)

Các chất trong hỗn hợp có chứa C, H và có thể có O. Chất thứ nhất là C_xH_yO_z (a mol) và chất thứ 2 là C_{x + 2} H_{y + 4}O_z (b mol).

xa + (x + 2)b = 0,2 (3)

$\frac{\mathrm{ya}+(\mathrm{y}+4)\mathrm{b}}{2}=0,2\left(4\right)$

Giải hệ phương trình:

Từ (3) ta có x(a + b) + 2b = 0,200

2b = 0,200 - 0,0750x

b = 0,100 - 0,0375x

0 < b < 0,075 suy ra 0 < 0,100 - 0,0375x < 0,0750

Suy ra 0,660 < X < 2,66

Trong khoảng này có 2 số nguyên là 1 và 2.

Nếu x = 1.

b = 0,100 – 3,75.10^-2 = 0,0625

a = 0,0750 - 0,0625 = 0,0125.

Thay giá trị của a và b vào (4) ta có:

0125y + 0,0625(y + 4) = 0,400

Suy ra y = 2.

Thay x = 1, y = 2; a = 0,0125, b = 0,0625 vào (2):

(14 + 16z).0,0125 + (42 + 16z).0,0625 = 5,20

Suy ra z = 2.

CH₂O₂ chiếm: $\frac{0,0125.46}{5,2}.100\%=11,1\%$

C₃H₆O₂ chiếm: 100% - 11,1% = 88,9%.

Nếu x = 2

b = 0,100 - 0,0375.2 = 0,0250

a = 0,0750 - 0,0250 = 0,05

từ đó tìm tiếp, ta được y = 4 và z = 2.

% khối lượng của C₂H₄O₂:

 $\%{\mathrm{m}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4{\mathrm{O}}_2}=\frac{0,05.60}{5,2}.100\%=57,7\%$ 

% khối lượng của C₄H₈O₂:

$\%{\mathrm{m}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_8{\mathrm{O}}_2}=100\%-57,7\%=42,3\%$