Інструкційна карта до практичної роботи №4 з дисципліни «Органічна хімія»

спеціальності «Виробництво хліба, кондитерських, макаронних виробів і харчоконцентратів»

Тема: Розв’язування задач з теми «Оксигенвмісні органічні сполуки»

Мета: відпрацювання практичних умінь по розв’язуванню задач:

• на виведення формул органічних сполук за даними якісного і кількісного аналізу;

• на розрахунки за хімічними рівняннями.

Забезпечення: інструкційна карта, опорні схемо-конспекти.

Завдання практичної роботи:

1. Задача на обчислення за хімічними рівняннями.

2. Задача на обчислення за хімічними рівняннями (комбінована).

Хід роботи:

1. Запишіть в зошиті тему, мету та варіант практичної роботи.

2. Запишіть умови задач практичної роботи та їх розв’язок, оформивши згідно нижче наведених методичних рекомендацій.

3. Зробіть висновок по роботі. Методичні рекомендації по виконанню завдань практичної роботи

При розв’язуванні задач на обчислення за хімічними рівняннями та задач на виведення молекулярної формули речовини за даними якісного і кількісного аналізів необхідно дотримуватись вимог щодо їх оформлення:

• стисла умова задачі;

• рівняння хімічної реакції;

• формула для обчислення в загальному вигляді та з підставленими чисельними значеннями величин (при необхідності);

• результат обчислень;

• повна відповідь на питання задачі.

Якщо задача має декілька дій, то необхідно пояснювати кожну з них.

Приклад №1. На нейтралізацію насиченої одноосновної кислоти масою 7,4г витрачений розчин з масовою часткою гідроксиду калію 40% об’ємом 10 мл і густиною 1,4г/мл. Визначити формулу кислоти.

Дано:

кислота С_хН_{2х + 1}СООН (речовина А)

m(A) = 7,4г

ω(КОН) = 40%

V(розчину) = 10мл

ρ = 1,4 г/мл

Обчислити:

х = ?

Розв’язок:

1. Обчислюємо масу розчину гідроксиду калію, витраченого на нейтралізацію кислоти:

; m(розчину КОН) = г

2. Визначаємо масу гідроксиду калію у розчині:

m(КОН) = г

3. Кількість речовини КОН становить:

n(KOH) = моль

4. Молярну масу кислоти А можна подати у такий спосіб:

М(А) = (х + 1) М(С) + (2х + 1 + 1) М(Н) + 2М(О)

М(А) = [(х + 1) · 12 + (2х + 2) · 1 + 2 · 16] г/моль = (14х + 46) г/моль.

5. Визначаємо кількість речовини кислоти, узятої для реакції:

n(А) =

6. Складаємо рівняння реакції нейтралізації кислоти:

С_хН_2х+1СООН + КОН → С_хН_2х+1СООК + Н₂О

З цього рівняння видно, що n(KOH) = n(А),

звідки

0,1 = 0,1·(14х + 46) = 7,4

х = 2

Відповідь: формула кислоти С₂Н₅СООН (пропіонова кислота).

Приклад №2.

При взаємодії 11,6г насиченого альдегіду з надлишком гідроксиду купруму(II) при нагріванні утворився осад масою 28,8г. Вивести молекулярну формулу альдегіду.

Дано:

альдегід С_nН_{2n + 1}СОН (речовина А)

m (A) = 11,6г

m (осаду) = 28,8г

Обчислити:

n = ?

Розв’язок:

1. Складаємо рівняння реакції окислення гідроксидом купруму(ІІ):

В осаді знаходиться Cu₂O.

2. Обчислимо кількість речовини альдегіду та оксиду купруму(І) за рівнянням реакції:

моль = 0,2 моль

3. Обчислити молярну масу альдегіду:

г/моль

4. Обчислити кількість атомів карбону в молекулі альдегіду:

14n + 30 = 58

n = 2

Відповідь: формула альдегіду C₂H₅CHO

Загальні правила розв’язування розрахункових задач

Процес розв’язування розрахункових задач включає такі етапи:

• скорочений запис умови задачі;

• складання плану розв’язування, вибір методу та усвідомлення логічної послідовності розв’язування задачі;

• виконання розрахунків і перевірка розв’язування;

• запис відповіді і його аналіз.

При вивченні умови задачі слід з’ясувати, що дано і що необхідно обчислити. Зверніть увагу на те, про які речовини йде мова в умові задачі. Потім необхідно з’ясувати хімічні процеси, які відбуваються (якщо задача на обчислення за хімічними рівняннями), вказати одиниці вимірювання (при потребі перевести до однієї системи одиниць).

При скороченому запису умови задачі необхідно використовувати позначення:

М – молярна маса речовини;

V_м – молярний об’єм газу;

D – відносна густина газу;

ρ – густина;

n – кількість речовини, моль;

m – маса речовини, г;

ω(виходу) – масова частка виходу;

ω(Х) – масова частка речовини у розчині;

φ(виходу) – об’ємна частка виходу.

На основі умови задачі записати рівняння хімічної реакції та розставити необхідні коефіцієнти. Потім записати над формулами речовин в рівняння ‑ дані умови задачі (маси або кількості речовин), під формулами – молярні маси (кількості) речовин. На основі чисельних позначень скласти пропорцію. Слід пам’ятати, що в кількісному співвідношенні реагенти та продукти реакції знаходяться в пропорційній залежності.

Залежно від умови задачі обчислення проводять одним із методів: методом готових формул, методом пропорцій або алгебраїчним методом.

Якщо задача включає декілька дій, то до кожної з них записують питання.

Обчислення проводять з точністю до 0,01, в деяких випадках ‑ до 0,1, або результати заокруглюють до цілих чисел при цьому необхідно користуватися правилами приблизних обчислень.

У кінці розв’язку записують повну відповідь на питання задачі. Зверніть увагу на перевірку одержаних результатів.

При розв’язуванні задач за хімічними рівняннями слід пригадати такі формули:

• Масова частка розчиненої речовини Х у розчині – відношення маси (m) розчиненої речовини (Х), що міститься у розчині (в системі), до загальної маси цього розчину (цієї системи) m(розчину):

ω(Х) = ,

де m ‑ маса розчиненої речовини (Х), г;

m(розчину) – маса розчину, г;

ω(Х) – масова частка речовини у розчині (долі одиниці, або відсотки).

Особливістю таких задач є те, що вихідна речовина або продукти реакції знаходяться у розчині. Для розв’язування таких задач необхідно обчислити масу розчиненої речовини в розчині. Продукти реакції обчислюють за масою розчиненої речовини.

• Масова частка чистої речовини Х у суміші:

ω(Х) =

де m ‑ маса чистої речовини в суміші (Х), г;

m(суміші) – маса суміші, г;

ω(Х) – масова частка речовини в суміші (долі одиниці, або відсотки).

• Масова (об’ємна) частка виходу продукту (%) від теоретично можливого:

Особливість таких задач полягає в тому, що за умовою задачі вказують масу або об’єм вихідної речовини і продукту реакції. На основі цих даних обчислюють масову (об’ємну) частку виходу продукту реакції по відношенню до теоретичного значення.

ω(виходу) = ,

де ω(виходу) – масова частка виходу;

m (практична) – маса речовини, що утворилася на практиці, г;

m (теоретична) – маса речовини, що теоретично обчислена за рівнянням реакції, г;

φ(виходу) = ,

де φ(виходу) – об’ємна частка виходу;

V (практ.) – об’єм газу, що утворився на практиці, л;

V (теорет.) – об’єм газу, що був теоретично обчислений за рівнянням реакції, л;

Спочатку обчислюють за рівнянням реакції теоретичний вихід одуту реакції. Потім визначають масову (об’ємну) частку виходу продукту реакції від теоретичного значення.

• Обчислення згідно рівнянь реакцій, якщо одна з реагуючих речовин узята в надлишку.

При розв’язуванні таких задач необхідно визначити, яка з речовин узята в надлишку. Для цього обчислюють кількість речовини (моль) для реагентів, а потім порівнюють одержані внаслідок ділення числа. Порівнюють кількість моль однієї з вихідних речовин, яку дано за умовою задачі, з кількістю моль цієї ж речовини, яка необхідна для реакції. Число з більшим значенням вказує на речовину, що взята в надлишку. Обчислення продукту реакції проводять за речовиною, що повністю прореагувала, тобто якої не вистачає.

Задачі з надлишком речовини ускладнюються тим, що вихідні речовини можуть даватися у вигляді розчинів. Тоді для розв’язування таких задач спочатку обчислюють масу розчиненої речовини у розчині за масовою часткою. Потім визначають, яка з речовин міститься у надлишку. Обчислення продукту реакції проводять за речовиною, що повністю прореагувала.

Приклад №3.

Обчислити масу алкоголяту, який утвориться внаслідок взаємодії калію масою 5,85 г з пропанолом масою 7,2г.

Дано:

m (C₃H₇OH)= 7,2 г

m (К) = 5,85 г

Обчислити:

m(C₃H₇OК) = ?