Trả lời nhanh
Hợp chất X có %C = 54,54%, %H = 9,09% nên %O = 36,37%. Tỉ lệ số nguyên tử C : H : O = 2 : 4 : 1, vậy công thức đơn giản nhất của X là C2H4O (M = 44). Công thức phân tử là (C2H4O)n, với n = MX : 44. Chẳng hạn nếu MX = 88 g/mol thì X là C4H8O2.
Đề bài và hướng giải
Đề thường gặp: “Kết quả phân tích nguyên tố hợp chất X cho biết %mC = 54,54%, %mH = 9,09%, còn lại là oxi. Xác định công thức đơn giản nhất và công thức phân tử của X.” Dữ kiện về khối lượng mol (hoặc tỉ khối hơi) thường nằm ở câu sau của đề. Nếu đề của em có dữ kiện đó, em chỉ cần làm thêm bước 4 bên dưới.
Lưu ý: bài này em chưa cần biết X là chất gì. Chỉ cần nhớ nguyên tắc: tỉ lệ số mol nguyên tử = tỉ lệ số nguyên tử trong phân tử.
Các bước giải chi tiết
Bước 1: Tính phần trăm oxi
%O = 100% − 54,54% − 9,09% = 36,37%.
Bước 2: Lập tỉ lệ x : y : z
Gọi công thức tổng quát là CxHyOz. Giả sử có 100 g X thì khối lượng mỗi nguyên tố đúng bằng số phần trăm:
- nC = 54,54 : 12 ≈ 4,545 mol
- nH = 9,09 : 1 = 9,09 mol
- nO = 36,37 : 16 ≈ 2,273 mol
Chia cho số nhỏ nhất (2,273): x : y : z = 2,00 : 4,00 : 1,00 = 2 : 4 : 1.
Bước 3: Công thức đơn giản nhất
Công thức đơn giản nhất (công thức thực nghiệm) của X là C2H4O, có khối lượng 2·12 + 4·1 + 16 = 44.
Bước 4: Công thức phân tử theo khối lượng mol
Công thức phân tử có dạng (C2H4O)n, trong đó n = MX : 44.
| Dữ kiện | MX | n | Công thức phân tử |
|---|---|---|---|
| M = 44 g/mol | 44 | 1 | C2H4O |
| dX/CO2 = 2 (hoặc M = 88) | 88 | 2 | C4H8O2 |
| M = 132 g/mol | 132 | 3 | C6H12O3 |
Các giá trị M ở bảng chỉ là ví dụ minh hoạ cách làm, em hãy dùng đúng số liệu trong đề của mình.
Cách kiểm tra nhanh khi đã biết M
Với MX = 88, em có thể tính trực tiếp, không cần lập tỉ lệ:
- Số C = 88 × 54,54% : 12 = 4
- Số H = 88 × 9,09% : 1 = 8
- Số O = 88 × 36,37% : 16 = 2
Kết quả C4H8O2 trùng với cách làm qua công thức đơn giản nhất. Hai cách khớp nhau là dấu hiệu em tính đúng.
Lỗi sai thường gặp
- Quên tính %O, hoặc tính nhầm khi lấy 100 trừ.
- Lấy %C chia cho 16 và %O chia cho 12 (nhầm khối lượng mol nguyên tử).
- Làm tròn quá sớm. Ví dụ 4,545 : 2,273 ≈ 2 chứ không nên làm tròn thành 5 : 2.
- Dừng ở C2H4O mà không đối chiếu M. Đây mới chỉ là công thức đơn giản nhất.
- Khi tỉ lệ ra số thập phân như 1,5 thì phải nhân thêm (nhân 2) để về số nguyên.
Mẹo nhớ: “Phần trăm chia khối lượng mol – chia cho số bé nhất – ra số nguyên – nhân với n”.
Bài luyện tập tự đặt
Bài 1. Chất Y có 40,00% C, 6,67% H, còn lại là O, khối lượng mol 60 g/mol. Tìm công thức phân tử.
Đáp án: %O = 53,33%. C : H : O = 40/12 : 6,67 : 53,33/16 = 3,333 : 6,67 : 3,333 = 1 : 2 : 1, công thức đơn giản nhất là CH2O (M = 30). n = 60 : 30 = 2, vậy Y là C2H4O2.
Bài 2. Chất Z có 48,65% C, 8,11% H, còn lại là O, khối lượng mol 74 g/mol. Tìm công thức phân tử.
Đáp án: %O = 43,24%. C : H : O = 4,054 : 8,11 : 2,703 = 1,5 : 3 : 1 = 3 : 6 : 2. Công thức đơn giản nhất là C3H6O2 (M = 74), nên n = 1 và Z là C3H6O2.
Câu hỏi thường gặp
Hợp chất X có 54,54% C, 9,09% H, còn lại là O thì công thức đơn giản nhất là gì?
%O = 36,37%. Tỉ lệ C : H : O = 4,545 : 9,09 : 2,273 = 2 : 4 : 1, nên công thức đơn giản nhất là C2H4O.
Nếu tỉ khối của X so với CO2 bằng 2 thì X là gì?
M = 2 × 44 = 88 g/mol, n = 88 : 44 = 2 nên công thức phân tử của X là C4H8O2.
Công thức đơn giản nhất khác công thức phân tử như thế nào?
Công thức đơn giản nhất chỉ cho tỉ lệ tối giản giữa các nguyên tử. Công thức phân tử cho số nguyên tử thực của mỗi nguyên tố và bằng (công thức đơn giản nhất)n.
Vì sao phải chia phần trăm khối lượng cho khối lượng mol nguyên tử?
Phép chia đó cho số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố trong 100 g chất. Tỉ lệ số mol này bằng tỉ lệ số nguyên tử trong phân tử.