Задачи, решаемые при помощи расчета по химическому уравнению


Иногда встречаются задачи, при решении которых требуется во 2-м шаге не только схема превращений, но и уравненное уравнение химической реакции в общем виде с индексами и коэффициентами в буквенном виде. По этому уравнению мы будем вести расчет и составлять пропорцию. Второй шаг в таких задачах часто вызывает значительные затруднения как у школьников, так и у абитуриентов.

При уравнивании таких уравнений можно порекомендовать считать буквенные выражения наравне с числовыми и действовать с ними как с обычными числами.

И еще одна полезная рекомендация: после того как вы расставили все коэффициенты (во 2-м шаге), проверьте еще раз равенство атомов каждого элемента. Именно на этом этапе бывает наибольшее количество ошибок во время проверочных работ и на экзаменах. 
Примеры решения таких задач.

Задача 96
При полном сгорании 2,3 моль предельного одноатомного спирта расходовалось 463,68 л газообразного кислорода (н.у.). Определите молекулярную формулу спирта.
Дано: количество вещества спирта: n(СnН2n+1OH) = 2,3 моль; объем кислорода: V(О2) = 463,68 л.
Найти: молекулярную формулу спирта.
Решение:

Шаг 1. В состав предельного одноатомного спирта входит углерод, водород и кислород. Общая формула предельных одноатомных спиртов: СnН2n+1OH. Водород, соединенный с кислородом, выделен в гидроксильную группу для того, чтобы показать принадлежность к классу спиртов. Но для составления уравнения и вывода формулы удобно показать общее число атомов каждого элемента, не различая их по.функциональности. Поэтому запишем: СnН2n+2O. Из общей формулы видно, что в 1 молекуле предельного одноатомного спирта содержится один атом кислорода1, а количество атомов водорода строго зависит от количества атомов углерода.

Шаг 2. Составим уравнение реакции горения и уравняем его:

спирты

Попытаемся упростить некоторые коэффициенты, пользуясь знаниями из курса алгебры.

спирты

 

Элемент 

Левая часть
уравнения
Правая часть
уравнения
Результат
С

. n

n . 1 Уравнено
Н . (2n + 2) = 2n + 2
(n + 1) . 2 = 2n + 2 Уравнено
О . 1 + (3n/2) . 2 = 1 + 3n
n . 2 + (n +1) . 1=
= 2n + n - 1= 3n + 1
Уравнено

 

Шаг 3. Соотношение атомов однозначно определяется общей формулой: 

n(С) : n(Н) : n(О) = 1 : 4 : 1

Шаг 4. Простейшая формула получается из общей формулы предельных одноатомных спиртов: СН4О.

Шаг 5. В этом шаге путем расчета по химическому уравнению мы установим индексы в истинной молекулярной формуле спирта. Для этого по уравнению реакции достаточно составить пропорцию, используя данные из условия. Для расчета по уравнению необходимо по значению объема, указанному в условии, вычислить количество вещества газообразного двухатомного (!) кислорода (н. у.).

спирты

Теперь с помощью уравнения реакции горения составляем пропорцию и определяем «n»:

спирты

Подставляя это значение в общую формулу, получаем молекулярную формулу искомого спирта: С6Н14О. Для придания записи формулы химического смысла выделим отдельно гидроксильную группу: С6Н13ОН.

Ответ:  С6Н13ОН.


 Комментарии:
1 Поэтому спирт и называется одноатомный.