Tìm hiểu công thức hóa hữu cơ? Các bài tập tính có lời giải

Để nắm bắt và điều chỉnh các phản ứng hóa học trong lĩnh vực này, công thức về hóa hữu cơ trở thành một công cụ không thể thiếu. Trong bài viết này, Trung tâm sửa chữa điện lạnh – điện tử Limosa sẽ khám phá công thức hóa hữu cơ, một khía cạnh quan trọng của khoa học này. 

1. Công thức hóa hữu cơ

1.1. Công thức 

1.1.1. Tính độ bất bão hòa (k):

Độ bất bão hòa (k) là số liên kết π (liên kết đôi và liên kết ba) trong một phân tử hữu cơ. Công thức tính k là:

• k = (2C + 2 – H – X)/2

Trong đó:

• C là số nguyên tử Carbon (C) trong phân tử.
• H là số nguyên tử Hydrogen (H) trong phân tử.
• X là số nguyên tử các nguyên tố khác ngoài Carbon và Hydrogen.

1.1.2. Tính % khối lượng các nguyên tố trong hợp chất:

Để tính phần trăm khối lượng của một nguyên tố trong một hợp chất, bạn cần biết khối lượng của nguyên tố đó trong hợp chất và tổng khối lượng của hợp chất. Công thức tính phần trăm này là:

• % khối lượng nguyên tố = (Khối lượng nguyên tử của nguyên tố trong hợp chất / Tổng khối lượng hợp chất) x 100%

1.1.3. Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ:

Để lập công thức phân tử của một hợp chất hữu cơ, bạn cần biết số nguyên tử của từng nguyên tố trong hợp chất. Công thức phân tử là một biểu thức đại diện cho tỷ lệ nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất. Ví dụ, công thức phân tử của etanol (C2H5OH) là C2H6O.

Lưu ý rằng để thực hiện các phương pháp này một cách chính xác, bạn cần có thông tin cụ thể về cấu trúc hợp chất và khối lượng của các nguyên tố trong đó. Công thức và phương pháp này chỉ áp dụng cho hợp chất hữu cơ, tức là chứa Carbon và Hydrogen.

1.2. Ví dụ về công thức hóa hữu cơ

Bài tập: Một hợp chất hữu cơ có tỷ lệ phần trăm khối lượng các nguyên tố như sau. Hãy tìm công thức phân tử của hợp chất này.

• Carbon (C): 40.00%
• Hydrogen (H): 6.67%
• Oxygen (O): 53.33%

Bài giải:

Bước 1: Chuyển phần trăm thành số mols.

Sử dụng trọng lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố:

• Trọng lượng nguyên tử C = 12.01 g/mol
• Trọng lượng nguyên tử H = 1.01 g/mol
• Trọng lượng nguyên tử O = 16.00 g/mol

Số mols của mỗi nguyên tố được tính bằng cách chia phần trăm khối lượng cho trọng lượng nguyên tử tương ứng:

• Số mols C = (40.00% / 100%) * X (với X là tổng khối lượng của hợp chất)
• Số mols H = (6.67% / 100%) * X
• Số mols O = (53.33% / 100%) * X

Bước 2: Tìm tỷ số nguyên tử đơn giản nhất.

Tính tỷ số nguyên tử đơn giản nhất bằng cách chia số mols của mỗi nguyên tố cho số mols nhỏ nhất trong số chúng.

Trong trường hợp này, số mols H là nhỏ nhất.

• Tỷ số C:H = (Số mols C) / (Số mols H) = [(40.00% / 100%) * X] / [(6.67% / 100%) * X] = (40.00% / 6.67%) = 6.00
• Tỷ số O:H = (Số mols O) / (Số mols H) = [(53.33% / 100%) * X] / [(6.67% / 100%) * X] = (53.33% / 6.67%) = 8.00

Bước 3: Xác định công thức phân tử.

Công thức phân tử của hợp chất được xác định dựa trên tỷ số nguyên tử đơn giản nhất. Trong trường hợp này, tỷ số C:H là 6:1 và tỷ số O:H là 8:1.

Do đó, công thức phân tử của hợp chất này là C6H1O8.

2. Lưu ý khi làm công thức hóa hữu cơ

• Biết cấu trúc phân tử: Để làm công thức hóa hữu cơ, bạn cần biết cấu trúc phân tử chính xác của hợp chất. Thông tin này thường được cung cấp trong sách giáo trình, tài liệu hóa học hoặc thông qua các phương pháp thí nghiệm.
• Sử dụng ký hiệu hóa học: Sử dụng ký hiệu hóa học chuẩn để biểu thị các nguyên tố hóa học. Ví dụ: C cho Carbon, H cho Hydrogen, O cho Oxygen.
• Tính số nguyên tử của mỗi nguyên tố: Để lập công thức, bạn cần biết số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong hợp chất. Thông tin này thường được xác định dựa trên cân đo khối lượng của các nguyên tố trong mẫu hợp chất.
• Loại bỏ số 1 không cần thiết: Thông thường, nguyên tố Hydrogen không được ghi số nguyên tử trong công thức hóa học, trừ khi có số lượng nguyên tử Hydrogen khác nhau (như trong NH3, H2O).

3. Một số bài tập tính có lời giải về công thức hóa hữu cơ

Bài tập 1: Một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử là C4H8. Tính độ bất bão hòa (k) của hợp chất này.

Bài giải:

Sử dụng công thức độ bất bão hòa: k = (2C + 2 – H)/2.

Trong trường hợp này: C = 4, H = 8.

Kết quả: k = (2*4 + 2 – 8)/2 = (8 + 2 – 8)/2 = 2/2 = 1.

Vậy, độ bất bão hòa (k) của hợp chất này là 1.

Bài tập 2: Một mẫu hợp chất hữu cơ có tỷ lệ phần trăm khối lượng các nguyên tố như sau: C (54.55%), H (9.09%), O (36.36%). Tìm công thức phân tử của hợp chất này.

Bài giải:

Chuyển phần trăm thành số mols sử dụng trọng lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố.

Tính tỷ số nguyên tử đơn giản nhất bằng cách chia số mols của mỗi nguyên tố cho số mols nhỏ nhất.

Xác định công thức phân tử dựa trên tỷ số nguyên tử đơn giản nhất.

Trong trường hợp này, công thức phân tử của hợp chất sẽ là C2H4O.

Bài tập 3: Một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử là C6H12O6. Tính phần trăm khối lượng của Carbon (C), Hydrogen (H), và Oxygen (O) trong hợp chất này.

Bài giải:

Sử dụng trọng lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố (C = 12.01 g/mol, H = 1.01 g/mol, O = 16.00 g/mol).

Tính tổng khối lượng của các nguyên tử trong công thức phân tử: (6 * 12.01 g/mol) + (12 * 1.01 g/mol) + (6 * 16.00 g/mol) = 72.06 g/mol.

Tính phần trăm khối lượng của từng nguyên tố:

• Carbon (C): (6 * 12.01 g/mol) / 72.06 g/mol * 100% ≈ 59.14%
• Hydrogen (H): (12 * 1.01 g/mol) / 72.06 g/mol * 100% ≈ 16.74%
• Oxygen (O): (6 * 16.00 g/mol) / 72.06 g/mol * 100% ≈ 24.12%

Vậy, phần trăm khối lượng của Carbon (C) là khoảng 59.14%, Hydrogen (H) là khoảng 16.74%, và Oxygen (O) là khoảng 24.12% trong hợp chất này.

Nếu bạn quan tâm đến công thức hóa hữu cơ hoặc cần sự hỗ trợ trong việc áp dụng công thức này, đừng ngần ngại liên hệ với HOTLINE 1900 2276. Trung tâm sửa chữa điện lạnh – điện tử Limosa sẽ sẵn sàng hỗ trợ bạn trong việc nắm bắt kiến thức và ứng dụng nó vào công việc của bạn.