Hóa học 11 CTST Bài 10: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

a. Sử dụng kết quả phổ khối lượng để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ

– Hiện nay, người ta thường sử dụng phổ khối lượng để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ.

– Trên phổ khối lượng, mỗi tín hiệu (peak) tương ứng với một phân mảnh ion khi các phân tử hợp chất hữu cơ bị ion hoá trong thiết bị phân tích phổ.

– Mỗi peak được xác định bởi giá trị m/z và cường độ tương đối (%).

– Có thể dự đoán phân tử khối của hợp chất hữu cơ đơn giản bằng tín hiệu của mảnh ion phân tử (kí hiệu là [M⁺]).

– Mảnh ion phân tử này thường ứng với tín hiệu có giá trị m/z lớn nhất.

– Trong thiết bị đo phổ khối lượng, hợp chất hữu cơ thường bị bắn phá bởi các electron có năng lượng cao và bị chuyển thành mảnh ion phân tử.

– Quá trình này được gọi là quá trình ion hoá. Ion phân tử có thể tiếp tục bị phân mảnh để trở thành những phân mảnh ion có khối lượng nhỏ hơn.

– m là khối lượng của ion, z là điện tích của ion. Đa số các ion đều mang điện tích dương +1 nên m/z tương đương với m. Do đó, máy được gọi là máy phân tích khối phố.

Hình 10.1. Phổ khối lượng của naphtalene (a) và phenol (b)

Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối

– Công thức phân tử cho biết số nguyên tử của các nguyên tố có trong phân tử.

Ví dụ: Ethylene (C₂H₄), acetaldehyde (C₂H₄O), methane (CH₄),...

– Để lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ, người ta có thể dựa vào dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối của hợp chất.

Hình 10.2. Phổ khối lượng của benzaldehyde

– Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ (C_xH_yO_zN_t) từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối (M) được khái quát như sau:

– Với x, y, z, t lần lượt là số nguyên tử C, số nguyên tử H, số nguyên tử O, số nguyên tử N; %m_C, %m_H, %m_O, %m_N, lần lượt là % khối lượng của các nguyên tố C, H, O, N trong hợp chất hữu cơ.

Bài 1. Hợp chất X có công thức đơn giản nhất là CH₂O. tỉ khối hơi của X so với hiđro bằng 30. Hãy xác định công thức phân tử của X.

Hướng dẫn giải

CTPT của X là (CHO)_n hay C_nH_2nO_n

M_X = 30.2 = 60 \(\Rightarrow\) (12 + 2.1 + 16)n = 60 \(\Rightarrow\)  n = 2 \(\Rightarrow\) CTPT là C₂H₄O₂

Bài 2. Phân tích chất hữu cơ X chứa C, H, O ta có: m_C : m_H : m_O = 2,24 : 0,357 : 2. Hãy xác định công thức đơn giản nhất của X.

Hướng dẫn giải

Gọi CTPT X là: C_xH_yO_z

\(x:y:z=\frac{{{m}_{C}}}{12}:\frac{{{m}_{H}}}{1}:\frac{{{m}_{O}}}{16}=\text{ }0,187\text{ }:\text{ }0,375\text{ }:\text{ }0,125\text{ }=\text{ }3\text{ }:\text{ }6\text{ }:\text{ }2\)

\(\Rightarrow\) CTĐG: C₃H₆O₂

Học xong bài học này, em có thể:

– Sử dụng được kết quả phổ khối lượng (MS) để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ.

– Nêu được khái niệm về công thức phân tử hợp chất hữu cơ.

– Lập được công thức phân tử hợp chất hữu cơ từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 11 CTST Bài 10 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Công thức đơn giản nhất (CTĐGN) cho ta biết:

  • A. Số lượng các nguyên tố trong hợp chất.
  • B. Tỉ lệ giữa các nguyên tố trong hợp chất
  • C.  Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ.
  • D. Tất cả đều sai

• Câu 2:

  Công thức phân tử (CTPT) không cho ta biết:

  • A. Số lượng các nguyên tố trong hợp chất.
  • B. Tỉ lệ giữa các nguyên tố trong hợp chất
  • C. Hàm lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất.
  • D. Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ.

• Câu 3:

  Chất X có công thức đơn giản nhất là CH₂O. Công thức phân tử là:

  • A. C₂H₄O  
  • B. C₂H₄O₂ 
  • C. C₃H₆O₂
  • D. C₃H₆O

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 11 CTST Bài 10 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu trang 57 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 1 trang 57 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 2 trang 58 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động trang 58 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài 1 trang 59 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài 2 trang 60 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài 3 trang 60 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Hóa học HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!