Bài toán xác định thành phần hỗn hợp khi biết ctpt

v      MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP :

–          Khai thác tính chất hóa học khác nhau của từng loại hidrocacbon, viết các phương trình phản ứng.

–          Đặt  a, b, c,… lần lượt là thể tích (hoặc số mol) khí trong hỗn hợp.

–          Lập các phương trình đại số: bao nhiêu dữ kiện là bấy nhiêu phương trình.

–          Các thí nghiệm thường gặp trong toán hỗn hợp :

+Đốt cháy hỗn hợp trong O₂ : Thường dùng lượng dư O₂ (hoặc đủ) để phản ứng xảy ra hoàn toàn, nếu thiếu oxi bài toán sẽ trở nên phức tạp vì sản phẩm có thể là C, CO, CO₂, H₂O, hoặc sản phẩm chỉ gồm CO₂, H₂O đồng thời dư hidrocacbon.

+Phản ứng cộng với H₂ : Cho hỗn hợp gồm hidrocacbon chưa no và H₂ qua Ni, t^oC (hoặc Pd, t^o) sẽ có phản ứng cộng.

–          Độ giảm thể tích hỗn hợp bằng thể tích H₂ tham gia phản ứng.

Ta luôn có :

–        

+Phản ứng với dd brôm và thuốc tím dư, độ tăng khối lượng của dd chính là khối lượng của hidrocacbon chưa no.

                        C_nH_2n+2-2k + kBr₂ → C_nH_2n+2-2kBr_2k

+Phản ứng đặc trưng của ank-1-in:

                        2R(C≡CH)_n + nAg₂O → 2R(C≡CAg)n ↓ + nH₂O

            Khi làm toán hỗn hợp do số mol các chất luôn thay đổi qua mỗi thí nghiệm do đó khi qua thí nghiệm mới ta nên liệt kê số mol của hỗn hợp sau và trước mỗi thí nghiệm.

Lưu ý : trong công thức tính PV = nRT thì V là V_bình.

Ví dụ : 

Một bình kín có dung tích 17,92 lít đựng hỗn hợp gồm khí hidro và axetilen (ở OOC và 1 atm) và một ít bột Ni xúc tác. Nung nóng bình một thời gian sau đó làm lạnh đến 0oC. a)Nếu cho ½ lượng khí trong bình qua dd AgNO3/NH3 sẽ sinh ra 1,2 gam kết tủa vàng nhạt. Tìm số gam axetilen còn lại trong bình. b)Cho ½ lượng khí còn lại qua dd brom thấy khối lượng dd tăng lên 0,41g. Tính số gam etilen tạo thành trong bình. c)Tính thể tích etan sinh ra và thể tích H2 còn lại sau phản ứng. Biết tỉ khối hỗn hợp đầu (H2 + C2H2 trước phản ứng) so với H2 = 4. Bột Ni có thể tích không đáng kể.

GIẢI :

a)Tính lượng axetilen còn dư :

v     Phần 1 :

Sản phẩm cháy tạo kết tủa vàng nhạt với dd AgNO₃/NH₃ chứng tỏ hỗn hợp còn axetilen dư

Các ptpứ :

           

Lượng axetilen còn lại trong bình :

            nC₂H₂ dư = 2nC₂H₂ pứ = 2nC₂Ag₂ = 2.0,005 = 0,01 (mol)

b)Tính số gam etilen tạo thành trong bình :

v     Phần 2 :

Các ptpứ :

C₂H₄    +    Br₂    →    C₂H₄Br₂

    b         →b        →      b      (mol)

C₂H₂    +    2Br₂    →    C₂H₂Br₄

0,005   →2.0,005                     (mol)

Áp dụng ĐLBT khối lượng :

m_{bình tăng} = mC₂H₄ + mC₂H₂

mC₂H₄ = m_{bình tăng} – mC₂H₂ = 2(0,41 – 0,005.26) = 0,56 (g)

Gọi y là số mol etan tạo thành.

nC₂H_{2 pứ tạo etan} = y = 0,2 – (0,01 + 0,02) = 0,17 (mol)

n_Etan = 0,17 (mol)

nH_{2 còn lại} = 0,6 – (0,02 + 2.0,17) = 0,24 (mol)

Ghi chú : Ta nên đặt các ẩn số ngay từ đầu và phải cùng đơn vị. Qua mỗi thí nghiệm sẽ giúp ta tìm một ẩn số.

Lưu ý lượng hỗn hợp mang phản ứng trong mỗi thí nghiệm có thể khác nhau nhưng tỉ lệ thành phần các chất trong hỗn hợp không đổi.