Phương pháp trung bình trong giải hóa hữu cơ

Nguyên tắc : Đối với một hỗn hợp chất bất kì ta luôn có thể biểu diễn chính qua một đại lượng tương đương, thay thế cho cả hỗn hợp, là đại lượng trung bình (như khối lượng mol trung bình, số nguyên tử trung bình, số nhóm chức trung bình, số liên kết  trung bình, . . .), được biểu diễn qua biểu thức
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp trung bình trong giải hóa hữu cơPhương pháp 7: Phương pháp trung bình Ph-¬ng ph¸p 7 Ph-¬ng ph¸p trung b×nh I. CƠ SƠ CỦA PHƢƠNG PHÁP- Nguyên tắc : Đối với một hỗn hợp chất bất kì ta luôn có thể biểu diễn chính quamột đại lượng tương đương, thay thế cho cả hỗn hợp, là đại lượng trung bình (nhưkhối lượng mol trung bình, số nguyên tử trung bình, số nhóm chức trung bình, sốliên kết  trung bình, . . .), được biểu diễn qua biểu thức : n  X .n X i : đại lượng đang xét của chất thứ i trong hỗn hợp i i (1); với  x i l n n i : số mol của chất thứ i trong hỗn hợp n i i lDĩ nhiên theo tính chất toán học ta luôn có : min(Xi ) : đại lượng nhỏ nhất trong tất cả Ximin (Xi) < X < max(Xi) (2); với  max(Xi ) : đại lượng lớn nhất trong tất cả XiDo đó, có thể dựa vào các trị số trung bình để đánh giá bài toán, qua đó thu gọnkhoảng nghiệm làm cho bài toán trở nên đơn giản hơn, thậm chí có thể trực tiếpkết luận nghiệm của bài toán. - Điểm mấu chốt của phương pháp là phải xác định đúng trị số trung bình liênquan trực tiếp đến việc giải bài toán. Từ đó dựa vào dữ kiện đề bài  trị trungbình  kết luận cần thiết. - Những trị số trung bình thường sử dụng trong quá trình giải toán: khối lượngmol trung bình, nguyên tử (C, H….) trung bình, số nhóm chức trung bình, sốt liênkết  trung bình, . . . II. CÁC DẠNG BÀI TOÁN THƢỜNG GẶPDạng 1: Xác định trị số trung bình Khi đã biết các trị số Xi và ni, thay vào (l) dễ dàng tìm được X .Dạng 2: Bài toán hỗn hợp nhiều chất có tính chất hoá học tương tự nhau Thay vì viết nhiều phản ứng hoá học với nhiều chất, ta gọi một công thức chungđại diện cho hỗn hợp  Giảm số phương trình phản ứng, qua đó làm đơn giản hoábài toán.Dạng 3: Xác định thành phần % số moi các chất trong hỗn họp 2 chất Gọi a là % số mol của chất X  % số mol của Y là (100 - a). Biết các giá trị MxMY và M dễ dàng tính được a theo biểu thức: M X .a  M Y .(100  a) M (3) 100Phương pháp 7: Phương pháp trung bìnhDạng 4: Xác định 2 nguyên tố X, Y trong cùng chu kỳ hay cùng phân nhóm chính của bảng hệthống tuần hoàn Nếu 2 nguyên tố là kế tiếp nhau: xác định được Mx < M < MY  X, Y. Nếu chưa biết 2 nguyên tố là kế tiếp hay không: trước hết ta tìm M  hainguyên tố có khối lượng mol lớn hơn và nhỏ hơn M . Sau đó dựa vào điều kiện củađề bài để kết luận cặp nghiệm thoả mãn. Thông thường ta dễ dàng xác định đượcnguyên tố thứ nhất, do chỉ có duy nhất 1 nguyên tố có khối lượng mol thoả mãnMx < M hoặc M < MY; trên cơ sở số mol ta tìm được chất thứ hai qua mối quanhệ với M .Dạng 4: Xác định công thức phân tử của hỗn hợp 2 chất hữu cơNếu 2 chất là kê tiếp nhau trong cùng dãy đồng đẳng : * Dựa vào phân tử khối trung bình : có MY = Mx + 14, từ dữ kiện đề bài xácđịnh được Mx < M < Mx +14  Mx  X, Y. * Dựa vào số nguyên tử C trung bình: có Cx < C < CY = Cx + 1  Cx * Dựa vào số nguyên tử H trung bình: có Hx < H < HY = Hx + 2  HXNếu chưa biết 2 chất là kế tiếp hay không: Dựa vào đề bài  đại lượng trung bình X  hai chất có X lớn hơn và nhỏ hơn X . Sau đó dựa vào điều kiện của đề bài để kết luận cặp nghiệm thoả mãn. Thôngthường ta dễ dàng xác định được chất thứ nhất, do chỉ có duy nhất 1 chất có đạilượng X thoả mãn XX < X hoặc X < XY; trên cơ sở về số mol ta tìm được chất thứhai qua mối quan hệ với X . Nếu chưa biết hai chất có cùng thuộc một dãy đồng đẳng hay không. Thôngthường chỉ cần sử dụng một đại lượng trung bình; trong trường hợp phức tạp hơnphải kết hợp sử dụng nhiều đại lượng.Một số chú ý quan trọng * Theo tính chất toán học luôn có: min(Xi) < X < max(Xi) . * Nếu các chất trong hỗn hợp có số mol bằng nhau  trị trung bình đúng bằngtrung bình cộng, và ngược lại. * Nếu biết tỉ lệ mol các chất thì nên chọn số mol của chất có số một ít nhất là 1 số mol các chất còn lại  X . * Nên kết hợp sử dụng phương pháp đường chéo. III. MỘT SỐ VÍ DỤ MINH HỌAVí dụ 1: Hoà tan 16,8 gam hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat và sunfit của cùng một kim loại kiềm vào dungdịch HCl dư thu được 3,36 lít hỗn hợp khí (đktc). Kim loại kiềm làPhương pháp 7: Phương pháp trung bình A. Li. B. Na. ...