Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Е.Г. Коробейникова, Кожевникова Н.Ю.

Стр 1 из 5Следующая ⇒

ХИМИЯ

Методические рекомендации

по изучению раздела IV

слушателями заочной формы обучения

Специальность 280705.65 «Пожарная безопасность»

Санкт-Петербург - 2012

Рецензенты:

И.Д. Чешко, доктор технических наук, профессор

(СПб филиал ВНИИПО МЧС России);

О.А. Хорошилов, кандидат технических наук, доцент

(СПб университет ГПС МЧС России)

Е.Г. Коробейникова, Кожевникова Н.Ю.

Химия: Методические рекомендации по изучению раздела IV слушателями заочной формы обучения по специальности 280705.65 - «Пожарная безопасность». / Под ред. В.С. Артамонова. - СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012. – 51 с.

Пособие предназначено для слушателей заочного обучения и включает указания по изучению раздела IV "Физико-химические свойства органических веществ". Для каждой темы приводится список необходимой литературы и примеры решения расчетных задач.

ã Санкт-Петербургский университет

ГПС МЧС России, 2012

1. ЗАДАЧИ НА ВЫВОД ХИМИЧЕСКОЙ ФОРМУЛЫ

(задачи №№ 1 – 25).

Литература:

1. Глинка Н.Л. "Задачи и упражнения по общей химии". - Л.: Химия, 1987, гл.1., п.5., пример 1; п.6, примеры 1-3.

2. Коробейникова Е.Г. Решение расчетных задач по химии. – СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2004.

Пример 1.1. При сгорании навески вещества массой 2,3 г образовалось 4,4 г оксида углерода (IV) и 3,36 л паров воды (н.у.). Плотность паров этого вещества по воздуху равна 1,59. Из каких элементов состоит это соединение? Какова его эмпирическая и молекулярная формула?

Решение:

Эмпирическая формула соединения показывает простейшее соотношение между числом атомов каждого элемента данного соединения. Например, и для бензола С₆Н₆, и для ацетилена С₂Н₂ эмпирической формулой будет СН.

Молекулярная формула представляет собой истинную формулу данного соединения. Для вывода этой формулы необходимо знать молекулярную массу вещества.

1. Для ответа на первый вопрос необходимо определить возможный состав исходного вещества. В органическом веществе содержался углерод (при сгорании он образовал углекислый газ) и водород (при сгорании образовалась вода). Кроме этого, в исходном веществе мог содержаться кислород.

По массе и объему продуктов горения определим массу углерода и водорода, содержащихся в исходном веществе.

х г 4,4 г

С ® СО₂х = 1,2 г

12 г 44 г

у г 3,36 л

2Н ® Н₂О у = 0,3 г

2 г 22,4 л

Таким образом, в веществе содержалось 1,2 г углерода и 0,3 г водорода. Вместе углерода и водорода будет (1,2 + 0,3) 1,5 г. Поскольку вся навеска вещества составляла 2,3 г, то разность 2,3 – 1,5 = 0,8 г показывает содержание кислорода.

2. Формула вещества должна содержать С_хН_уО_z. Определяем соотношение числа моль элементов в соединении:

х: у: z =

Простейшая (эмпирическая) формула соединения будет С₂Н₆О.

Относительная молекулярная масса М_r(С₂Н₆О) = 46.

3. Для определения молекулярной формулы необходимо рассчитать истинную молекулярную массу соединения, зная плотность паров соединения по воздуху:

М_r = 1,59 × 29 = 46.

Сравнение молекулярных масс показывает, что истинная молекулярная масса равна массе простейшей формулы, поэтому молекулярная формула соединения С₂Н₆О.

Ответ: эмпирическая формула соединения С₂Н₆О;

молекулярная формула соединения С₂Н₆О.

Пример 1.2. Вывести эмпирическую и молекулярную формулу углеводорода, содержащего 85,7 % углерода. Плотность по водороду данного соединения равна 21.

Решение:

1. Очевидно, что в состав углеводорода кроме углерода входит еще и водород.

w(Н) = 100 – w(С) = 100 – 85,7 = 14,3 %.

Известный процентный состав вещества означает, что в 100 г вещества согласно условию задачи содержится 85,7 г углерода и 14,3 г водорода.

2. Формула вещества должна содержать С_хН_у. Определяем соотношение числа моль элементов в соединении:

х: у =

Простейшая (эмпирическая) формула соединения будет СН₂.

Относительная молекулярная масса М_r(СН₂) = 14.

3. Для определения молекулярной формулы необходимо рассчитать истинную молекулярную массу соединения, зная плотность паров соединения по водороду:

М_r = 21 × 2 = 42.

Сравнение молекулярных масс показывает, что истинная молекулярная масса в три раза больше массы простейшей формулы, поэтому число атомов углерода и водорода в простейшей формуле надо утроить. Таким образом, молекулярная формула соединения С₃Н₆.

Ответ: эмпирическая формула соединения СН₂;

молекулярная формула соединения С₃Н₆.

2. НОМЕНКЛАТУРА ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

(задачи №№ 26 – 50)

Литература:

1. Н.Ю. Кожевникова, Е.Г. Коробейникова, Р.Х.Кутуев и др. «Общая химия. Конспект лекций. Учебное пособие». Изд. ЛВПТШ МВД РФ, 1991, тема 13, с. 113-132.

2. В.П. Потапов, С.Н. Татаринчик. «Органическая химия».М.,Химия, 1972, Ч.1, гл. 2 п.12, с. 42-44.

Общая формула предельных углеводородов- алканов (насыщенных алифатических углеводородов, парафинов) С_nН₍₂_n₊₂₎. В молекулах алканов атомы углеводорода соединены в прямые или разветвленные цепи одинарными связями. Первый член гомологического ряда алканов – метан СН₄. Каждый последующий член гомологического ряда отличается от предыдущего на группу атомов «= СН₂-», которая носит название гомологическая разность. В названии всех гомологов метана содержится суффикс – ан. Корни слов, обозначающие названия первых членов гомологического ряда, - мет-, эт-, проп-, бут-. Названия последующих гомологов образованы от корней греческих и латинских названий числительных.

Составление названий разветвленных алканов по приведенным формулам.

Согласно правилам ИЮПАК, название разветвленного алкана составляют следующим образом.

1. В молекуле углеводорода выбирают главную цепь – самую длинную цепь, например:

СН₃– СН – СН₂– СН – СН₂– СН₂

│ │

СН₃ СН₂ – СН₂– СН₂

2. Затем эту цепь нумеруют с того конца, к которому ближе расположен заместитель – радикал. В предельных углеводородах в зависимости от их строения и условий реакции связь С – Н может разрываться тремя различными способами. При одном из способов связь разрывается таким образом, что один электрон остается у углерода, а другой – у водорода. Это приводит к появлению частицы с одним неспаренным электроном, такие частицы называются радикалами. Общее названия радикалов алканов с одной свободной связью – алкилы. Название радикалов содержат суффикс –ил.

Название алкана Формула алкана Название радикала Формула радикала

Метан СН₄ Метил СН₃-

Этан, СН₃СН₃ Этил СН₃СН₂-

Пропан СН₃СН₂СН₃ Пропил СН₃СН₂СН₂-

Изопропил СН₃СНСН₃ │

Бутан СН₃СН₂ СН₂СН₃ Бутил СН₃СН₂ СН₂СН₂-

Пентан СН₃СН₂ СН₂СН₂СН₃ Пентил СН₃СН₂ СН₂СН₂СН₂-

Гексан СН₃СН₂ СН₂СН₂ СН₂СН₃ Гексил СН₃СН₂ СН₂СН₂ СН₂СН₂-

Гептан СН₃СН₂ СН₂СН₂ СН₂ СН₂СН₃ Гептил СН₃СН₂СН₂СН₂СН₂СН₂СН₂-

Октан СН₃(СН₂)₃ СН₂СН₂ СН₂ СН₃ Октил СН₃(СН₂)₃ СН₂СН₂ СН₂ СН₂-

Нонан СН₃(СН₂)₄ СН₂ СН₂СН₂СН₃ Нонил СН₃(СН₂)₄ СН₂ СН₂СН₂СН₂-

Декан СН₃(СН₂)₅СН₂СН₂ СН₂СН₃ децил СН₃(СН₂)₅СН₂СН₂ СН₂СН₂-

Нумеруют приведенный пример следующим образом:

_{1 2 3 4}

СН₃– СН – СН₂– СН – СН₂– СН₂

│ │

СН₃ СН₂ – СН₂– СН₃

^{5 6 7}

3. Углеводород называют в следующем порядке: вначале указывают цифрой место расположения радикала, затем названия этого радикала, а в конце добавляют название главной (самой длинной) цепи. Выше приведенный радикал имеет название:

2- метил-4- этилгептан.

Если в главной цепи содержится несколько одинаковых заместителей, то их число обозначают греческим числительным (ди-, три-, тетра-, и т.д.), которые ставят перед этим радикалом, а их положение указывают цифрой.

Пример 2.1. Назвать приведенные соединения по номенклатуре ИЮПАК. Вывести брутто – формулу каждого соединения

А.

_{1 2 3 4 5 6 7 8}

СН₃– СН – СН – СН₂- СН – СН₂– СН₂– СН₃

│ │ │

СН₃СН₃СН₃- СН - СН₃

Главная (самая длинная) цепь содержит восемь углеродных атомов – октан. В формуле присутствуют два метильных радикала, расположенные у 2 и 3 углеродных атомов и один изопропильный радикал, расположенный у 5 углеродного атома.

Общее название приведенного углеводорода:

2,3-диметил-5-изопропилоктан.

Брутто-формула показывает общий состав формулы – количество атомов, входящие в нее. Брутто-формула рассматриваемого примера С₁₃ Н₂₈.

Примечание: для составления брутто-формулы достаточно только сосчитать количество атомов углерода и воспользоваться общей формулой алканов: С_n Н₍₂_n₊₂₎.

2.1.Б.

СН₃

^{1 2}│^{3 4}

СН₃ – С – СН₂– СН – СН – СН₃

│ │ │

СН₃ С₃Н₇ СН₃

^5,6,7

Главная (самая длинная) цепь содержит семь углеродных атомов – гептан.

Следует обратить внимание на выбор главной цепи в данном примере. Характерной ошибкой является определение главной цепи, как горизонтальной, а группировку С₃Н₇- как пропильного радикала. В данном случае горизонтальная цепи содержит только шесть углеродных атомов, а «изогнутая » (С₃Н₇или СН₃– СН₂– СН₂-) содержит семь и является самой длинной.

В формуле присутствуют два метильных радикала, причем оба расположены у 2 углеродного атома (цифра 2 в названии будет повторяться два раза) и один изопропильный радикал, расположенный у 4 углеродного атома.

Общее название приведенного углеводорода:

2,2 – диметил-4-изопропилгептан.

В молекуле 12 углеродных атомов, следовательно, брутто-формула С₁₂Н₂₆

12 3 4 5 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: