Xác định công thức phân tử - hợp chất hữu cơ

Tham khảo tài liệu xác định công thức phân tử - hợp chất hữu cơ, tài liệu phổ thông, ôn thi đh-cđ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định công thức phân tử - hợp chất hữu cơwww.khoabang.com.vn LuyÖn thi trªn m¹ng_____________________________________________________________ Bµi sè 21: X¸c ®Þnh C«ng thøc ph©n tö c¸c hîp chÊt h÷u c¬ 1- Kh¸i qu¸t : + Nh÷ng hîp chÊt cña Cacbon (trõ c¸c hîp chÊt nh− CO, CO2, c¸c muèi cacbonat) ®−îc gäi lµ c¸c hîp chÊt h÷u c¬. Nh− vËy trong hîp chÊt nhÊt thiÕt ph¶i cã chøa C, th−êng xuyªn cã H; hay cã ¤xi vµ thØnh tho¶ng gÆp Nit¬. §ã chÝnh lµ vai trß cña tõng nguyªn tè trong hîp chÊt. + C¸c hîp chÊt h÷u c¬ ®−îc ph©n thµnh c¸c hi®rocacbon (chØ chøa hai nguyªn tè C vµ H) vµ c¸c dÉn suÊt cña hi®rocacbon hay cßn gäi lµ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ cã nhãm chøc (do cã c¸c nguyªn tè kh¸c nh− O, N, S... quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt cña chøc). - C¸c hi®rocacbon l¹i ®−îc chia thµnh: c¸c hi®rocacbon no (kh«ng cã liªn kÕt π mµ chØ cã liªn kÕt σ); hi®rocacbon kh«ng no (ngoµi liªn kÕt σ cßn cã liªn kÕt π) vµ c¸c hi®ocacbon th¬m (ph©n tö cã vßng benzen). - C¸c hîp chÊt cã nhãm chøc ®−îc ph©n lo¹i theo nhãm ®Þnh chøc liªn kÕt víi gèc hi®rocacbon: dÉn suÊt halogien (chøa halogien), r−îu (chøa nhãm OH); an®ehit (chøa nhãm CHO); axit (chøa nhãm COOH)... + TÝnh chÊt cña c¸c hîp chÊt nãi chung vµ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ nãi riªng phô thuéc vµo cÊu t¹o ph©n tö cña chóng. V× thÕ c«ng viÖc ®Çu tiªn ph¶i lµm lµ x¸c ®Þnh c«ng thøc ph©n tö cña chÊt. Sau ®ã lµ x¸c ®Þnh cÊu t¹o ph©n tö. + HiÖn nay ng−êi ta cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu hiÖn ®¹i dïng ®Ó nghiªn cøu cÊu t¹o ph©n tö c¸c chÊt h÷u c¬. Tuy nhiªn b−íc ®Çu tiªn ®Ó x¸c ®Þnh c«ng thøc c¸c chÊt h÷u c¬ lµ x¸c ®Þnh thµnh phÇn nguyªn tè vµ cÊu t¹o cña chÊt. §ã lµ viÖc ph©n tÝch c¸c chÊt h÷u c¬. ViÖc ph©n tÝch mét chÊt h÷u c¬ gåm: a) Ph©n tÝch ®Þnh tÝnh: nh»m x¸c ®Þnh trong hîp chÊt cã chøa nh÷ng nguyªn tè nµo? b) Ph©n tÝch ®Þnh l−îng nh»m x¸c ®Þnh hµm l−îng c¸c nguyªn tè cã trong chÊt ®em ph©n tÝch (nguyªn tè cã nhiÒu hay Ýt). 2- Ph©n tÝch ®Þnh tÝnh: Nguyªn t¾c: ChuyÓn c¸c nguyªn tè cã trong hîp chÊt thµnh c¸c chÊt v« c¬ ®¬n gi¶n råi nhËn biÕt chóng. a) §Þnh tÝnh C, H: ¤xi hãa hoµn toµn b»ng c¸c chÊt «xi hãa kh¸c nhau: CuO, «xi kh«ng khÝ ®Ó chuyÓn C thµnh CO2; H thµnh H2O. DÉn s¶n phÈm ®i qua CuSO4 khan nÕu CuSO4 ®æi sang mµu xanh lam ®Æc tr−ng cña CuSO4.5H2O th× trong s¶n phÈm «xi ho¸ cã n−íc vµ trong mÉu chÊt cã H; råi cho qua dung dÞch n−íc v«i trong hay Ba(OH)2 nÕu cã kÕt tña (vÈn ®ôc) trong s¶n phÈm ch¸y cã CO2 vµ trong mÉu chÊt cã C¸cbon. b) §Þnh tÝnh Nit¬: ®èt ch¸y nÕu cã mïi khÐt (nh− tãc ch¸y) cã nit¬ ë d¹ng protein; §un víi H2SO4 ®Æc råi víi NaOH, nÕu cã khÝ cã mïi khai th× cã nit¬. Mét c¸ch kh¸c lµ nung chÊt h÷u c¬ víi Na ®Õn nãng ®á èng G.V Lê Kim Long - ĐHKHTNwww.khoabang.com.vn LuyÖn thi trªn m¹ng_____________________________________________________________ nghiÖm (600-700oC) nhóng èng nghiÖm vµo n−íc th× èng nghiÖm vì ra, chÊt t¹o ra trong èng nghiÖm cã chøa NaCN. Thªm vµi giät FeCl2 l¾c lªn råi thªm vµi giät FeCl3 thÊy kÕt tña mµu xanh lµ cã nit¬ v× Fe4[Fe(CN)6]3. c) §Þnh tÝnh «xi th−êng khã nªn ng−êi ta th−êng x¸c ®Þnh gi¸n tiÕp theo hiÖu khèi l−îng ban ®Çu cña hîp chÊt vµ khèi l−îng c¸c nguyªn tè ®· x¸c ®Þnh ®−îc. 3- Ph©n tÝch ®Þnh l−îng c¸c nguyªn tè: a) §Þnh l−îng C: x¸c ®Þnh khèi l−îng C th«ng qua viÖc x¸c ®Þnh l−îng CO2 th«ng qua ph−¬ng ph¸p khèi l−îng kÕt tña CaCO3; ®é t¨ng khèi l−îng c¸c b×nh hÊp thu CO2 (chøa dung dÞch kiÒm). b) §Þnh l−îng H qua l−îng H2O: th«ng qua ®é t¨ng khèi l−îng b×nh chøa hãa chÊt hót n−íc m¹nh nh− H2SO4 ®Æc, CaCl2 khan, P2O5… c) §Þnh l−îng nit¬: Khi nung chÊt h÷u c¬ víi CuO trong khÝ quyÓn CO2 råi dÉn s¶n phÈm qua l−íi Cu nung nãng vµ dung dÞch KOH ®Ëm ®Æc th× chØ cßn khÝ nit¬ ®i ra. §o thÓ tÝch khÝ nit¬ sÏ x¸c ®Þnh ®−îc khèi l−îng cña nit¬ trong mÉu chÊt ®· cho (ph−¬ng ph¸p Dumas). Còng cã thÓ ®un chÊt h÷u c¬ víi H2SO4 ®Ó c¸c nguyªn tö nit¬ chuyÓn thµnh NH3 tån t¹i ë d¹ng muèi am«n sunphat. §Þnh l−îng (NH4)2SO4 th× sÏ x¸c ®Þnh ®−îc l−îng nit¬ cã trong mÉu chÊt ®em thö (Ph−¬ng ph¸p Kieldahl). d) §Þnh l−îng «xi: §Þnh l−îng gi¸n tiÕp : mO = m chÊt ph©n tÝch – tæng khèi l−îng c¸c nguyªn tè ®· biÕt. 4- C¸c thÝ dô:ThÝ dô 1: §èt ch¸y hoµn toµn 7,5 g mét chÊt h÷u c¬ A ng−êi ta thu ®−îc 8,8 g CO2, 4,5 g n−íc vµ mét l−îng khÝ nit¬ cã thÓ tÝch lµ 1,23 lÝt ë 15oC, ¸p suÊt trong b×nh lµ 737 mm Hg. TÝnh khèi l−îng c¸c nguyªn tè cã trong chÊt A ®· ph©n tÝch? mC = 8,8 / 44 x 12 = 2,4 g; mH = 4,5 / 18 x 2 = 0,5 g; PN2 = 737 mmHg nªn mN = 28.nN2 = 28 x (737/760) .1,23/22,4/273/288 = 1,4 g. mC + mH + mN = 4,3 g < 7,5 g nªn trong A cã «xi: mO = 7,5 – 4,3 = 3,2 g.ThÝ dô 2: Ph©n tÝch 3,616 g mét chÊt h÷ ...