Các trị trung bình trong hóa học

Chuyên đề
Các trị trung bình trong hoá học
Trong hóa học, các trị trung bình hay dùng là khối lượng phân tử trung bình số nguyên tử trung bình như , số liên kết py trung bình. Các trị này được xác định như sau.
Bài toán tổng quát
Hỗn hợp X có k chất.
Chất thứ nhất Cx1Hy1Oz1Rt1, có số mol n1, có khối lượng mol M1.
Chất thứ 2 Cx2Hy2Oz2Rt2, có số mol n2, có khối lượng mol M2.
Tương tự ta có
Chất thứ k CxkHykOzkRtk, có số mol nk,có khối lượng mol Mk.
R là một nguyên tố khái quát, có nguyên tử khối là R.
Tính các trị trung bình .
Sẽ tồn tại ít nhất hai chất i, j thỏa

mãn: dựa vào giá trị Mi ta có thể xác định được chất i


Các trị trung bình trong hoá học
Sẽ tồn tại ít nhất một chất có số nguyên tử cacbon
Tương tự như trên ta cũng có

Sẽ tồn tại ít nhất một chất có số nguyên tử hidrô
Số liên kết py trung bình
Sẽ tồn tại ít nhất một chất có số liên kết
Các trị trung bình trong hoá học
Ví dụ 1:
Hỗn hợp X chứa hai hiđrocacbon A, B thuộc loại ankan, anken, ankin. Tỉ lệ khối lượng phân tử của chúng là 22 : 13. Đốt cháy 0,3 mol hỗn hợp X và cho tất cả sản phẩm cháy hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thì khối lượng bình tăng thêm 46,5 gam và có 147,75 gam kết tủa.
Xác định công thức phân tử các hiđrocacbon.
Giải
Xác định công thức phân tử hiđrocacbon
Vì hỗn hợp X là hai hiđrocacbon thuộc loại ankan, anken, ankin nên nếu chia trường hợp thì A, B có thể là một trong 6 trường hợp sau: 2 ankan, 2 anken, 2 ankin, 1 ankan + 1 anken, 1 ankan + 1 ankin, 1 anken + 1 ankin.
Ta có thể dùng các trị trung bình: để giải.
Ta có sơ đồ cháy A,B  CO2, H2O. Phản ứng hấp thụ bởi Ba(OH)2:

 



Các trị trung bình trong hoá học
Ví dụ 1(tt)
Nhận xét: Vì số liên kết bằng 1 nên có hai trường hợp xảy ra
Trường hợp 1: Cả hai chất A, B đều là anken
Trường hợp 2: Một chất có số liên kết  < 1, đó là ankan chất còn lại có số liên kết  > 1, đó là ankin.
Vì nên suy ra có một chất có số nguyên tử cacbon: C < 2,5
Xét trường hợp 1: Hai chất là anken, chất có số nguyên tử cacbon: C < 2,5 duy nhất là C2H4; M = 28. Chất còn lại CnH2n có M = 14n ta có


Xét trường hợp 2: 1 ankan + 1 ankin. Trường hợp này có hai khả năng:
2a: Ankan có số nguyên tử C < 2,5;
2b: Ankin có số nguyên tử C < 2,5.
Xét trường hợp 2a: Ankan có số nguyên tử C < 2,5 đó là hoặc CH4 = 16,

hoặc C2H6 = 30. Ankin CnH2n-2 = 14n – 2 ta có
Các trị trung bình trong hoá học
Ví dụ 1(tt)
Thay Mankan = 16 và 30 vào




Xét trường hợp 2b: Ankin có số nguyên tử C < 2,5 đó là C2H2 = 26
Ankan : C2H2n+2 = 14n + 2




Vậy ankan là C3H8
A, B là C2H2 và C3H8
Xin mời các bạn giải hai bài toán sau theo phương pháp trung bình.
Các trị trung bình trong hoá học
Ví dụ 2: Hỗn hợp khí A gồm H2, và hai olefin là đồng đẳng liên tiếp. Cho 19,04 lít hỗn hợp khí A (ở đktc) đi qua bột Ni nung nóng ta thu được hỗn hợp khí B (giả sử hiệu suất phản ứng đặt 100%) và tốc độ phản ứng của 2 olefin như nhau. Cho một ít hỗn hợp khí B qua nước brom thấy brom bị nhạt màu. Mặt khác, đốt cháy hỗn hợp khí B thì thu được 43,5 gam CO2 và 20,43 gam nước.
1. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên các olefin.
2. Tính % thể tích của các khí trong hỗn hợp A.
3. Tính tỉ khối của hỗn hợp khí B so với nitơ.
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp hai ankan A, B hơn kém nhau k nguyên tử cacbon thì thu được b gam khí cacbonic.
1. Hãy tìm khoảng xác định của số nguyên tử cacbon trong phân tử ankan chứa ít nguyên tử cacbon hơn theo a, b, k.
2. Cho a = 2,72 gam ; b = 8,36 gam và k = 2.
a. Tìm công thức phân tử của A, B và tính % về khối lượng của mỗi ankan trong hỗn hợp.
b. Trong số các đồng phân của A, B, có đồng phân nào khi tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol 1 : 1 chỉ cho một sản phẩm duy nhất ? Gọi tên đồng phân đó.
Các trị trung bình trong hoá học